Porphyrine, n’importe lequel d’une classe de pigments biologiques azotés solubles dans l’eau (biochromes), dont les dérivés comprennent les hémoprotéines (porphyrines combinées avec des métaux et des protéines). Des exemples d’hémoprotéines sont les chlorophylles vertes et photosynthétiques des plantes supérieures; les hémoglobines dans le sang de nombreux animaux; les cytochromes, enzymes présentes en quantités infimes dans la plupart des cellules et impliquées dans les processus oxydatifs; et la catalase, également une enzyme largement distribuée qui accélère la dégradation du peroxyde d’hydrogène.
Les porphyrines ont des structures cycliques complexes. Tous les composés de porphyrine absorbent intensément la lumière à ou près de 410 nanomètres. Structurellement, la porphyrine est constituée de quatre cycles pyrrole (structures fermées à cinq chaînons contenant un atome d’azote et quatre atomes de carbone) liés les uns aux autres par des groupes méthine (-CH =). L’atome de fer est maintenu au centre du cycle porphyrine par interaction avec les quatre atomes d’azote. L’atome de fer peut se combiner avec deux autres substituants; dans l’oxyhémoglobine, un substituant est une histidine du support protéique et l’autre est une molécule d’oxygène. Dans certaines protéines d’hème, la protéine est également liée de manière covalente aux chaînes latérales de la porphyrine.
Les chromoprotéines vertes appelées biliprotéines se trouvent chez de nombreux insectes, tels que les sauterelles, ainsi que dans les coquilles d’œufs de nombreux oiseaux. Les biliprotéines sont dérivées du pigment biliaire biliverdine, qui à son tour est formé de porphyrine; la biliverdine contient quatre cycles pyrrole et trois des quatre groupes méthine de la porphyrine. De grandes quantités de biliprotéines, dont les poids moléculaires sont d’environ 270 000, ont été trouvées dans les algues rouges et bleu-vert; la protéine rouge est appelée phycoérythrine, la phycocyanobiline bleue. La phycocyanobiline se compose de huit sous-unités d’un poids moléculaire de 28 000 chacune; environ 89% de la molécule est une protéine contenant une grande quantité de glucides.
Des preuves indiquent que, chez divers animaux, certaines porphyrines peuvent être impliquées dans l’activation des hormones de l’hypophyse du cerveau, y compris celles liées à la période de chaleur sexuelle chez certaines femelles. Les porphyrines présentes dans le tégument (peau) de certains mollusques et cnidaires sont considérées comme des récepteurs photosensibles de la lumière.