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Há diferentes proteínas que contêm o grupo hemo, que consiste na ligação da porfirina com um átomo de ferro. Alguns exemplos: A hemoglobina e a mioglobina. A primeira transporta oxigênio, O2, e a segunda o armazena. A hemoglobina localiza-se no sangue e, pelo fato de ter átomos de ferro, a cor do sangue é vermelha. Os citocromos reduzem o oxigênio em água. Os citocromos P450 catalisam a oxidação de compostos hidrofóbicos, como fármacos ou drogas, para que possam ser excretados, e participam na síntese de diversas moléculas. As peroxidases e catalases catalisam a oxidação de peróxidos, H2O2, que são tóxicos. As proteínas de ferro/enxofre (Fe/S) participam em processos de transferência de elétrons. Também é possível encontrar proteínas onde os átomos de ferro se enlaçam entre si através de pontes de oxigênio. São denominadas proteínas Fe-O-Fe. Alguns exemplos: As bactérias metanotróficas, que usam o metano, CH4, como fonte de energia e de carbono, usam proteínas deste tipo, chamadas monooxigenases, para catalisar a oxidação do metano. A hemeritrina transporta oxigênio em alguns organismos marinhos. Algumas ribonucleótideo redutases contêm ferro. Catalisam a formação de desoxinucleótideos. Tanto o excesso como a deficiência de ferro podem causar problemas no organismo. O envenenamento por ferro é chamado de hemocromatose enquanto que a sua deficiência é conhecida popularmente como anemia. A palavra anemia, apesar de estar popularmente associada à carência de ferro no organismo, não é utilizada unicamente para ela. Para a carência de ferro no organismo, cabe o nome específico de anemia ferropriva.

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