| Хлорофилл а | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Магний [метил (3S,4S,21R)-14-этил-4,8,13,18-тетраметил-20-оксо-3-(3-оксо-3-{[(2E,7R,11R)-3,7,11,15-тетраметил-2-гексадецен-1-yl]окси}пропил)-9-винил-21-форбинкарбоксилатато(2-)-κ<sup>2</sup>N,N'] |
| Хим. формула | C55H72Mg1O5N4 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 893,51 г/моль |
| Плотность | 1,079 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Т. плав. | 152,3 °С (разлагается) |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | в воде не растворим |
| Растворимость в | Хорошо растворим в этаноле, простых эфирах, претролейном эфире, ацетоне, C6H6, CHCl3. |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 479-61-8 |
| PubChem | 6433192 |
| Рег. номер EINECS | 207-536-6 |
| SMILES | |
| InChI |
|
| Рег. номер EC | 207-536-6 |
| Кодекс Алиментариус | E140 |
| ChEBI | 18230 и 48807 |
| ChemSpider | 16736115 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 | |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Хлорофи́лл a — особая форма хлорофилла, используемая для оксигенного фотосинтеза. Сильнее всего поглощает свет в фиолетово-голубой и оранжево-красной части спектра[1]. Этот пигмент жизненно необходим для фотосинтеза в клетках эукариот, цианобактерий и прохлорофитов из-за своей способности отдавать возбуждённые электроны в электрон-транспортную цепь[2]. Хлорофилл a также является частью антенного комплекса и передаёт резонансную энергию, которая затем поступает в реакционный центр, где расположены специальные хлорофиллы P680 и P700[3].
 |  |
Распространённость хлорофилла a
Хлорофилл a необходим большинству фотосинтезирующих организмов для преобразования энергии света в химическую энергию, но это не единственный пигмент, который может быть использован для фотосинтеза. Все организмы с оксигенным типом фотосинтеза используют хлорофилл a, но имеют разные вспомогательные пигменты, как, например хлорофилл b[2]. В небольших количествах можно обнаружить хлорофилл a у зелёных серобактерий — анаэробных фотоавтотрофов[4]. Эти организмы используют бактериохлорофиллы и некоторое количество хлорофилла a, но не производят кислород[4]. Такой фотосинтез называется аноксигенным.
Структура молекулы
Молекула хлорофилла состоит из кольца хлорина с ионом Mg в центре, радикалов-заместителей в кольце и фитольного хвоста.
Кольцо хлорина
Хлорофилл a состоит из центрального иона магния, заключённого в кольцо из четырёх ионов азота, также известного как хлорин. Хлориновое кольцо — это гетероциклическое соединение, образованное из пирролов, окружающих атом металла. Именно Mg в центре однозначно отличает структуру молекулы хлорофилла от других молекул[5].
Заместители
В кольце хлорофилла a есть заместители. Каждый тип хлорофиллов характеризуется своими заместителями, и, соответственно, своим спектром поглощения[6]. В качестве заместителей хлорофилл a содержит только метильные группы (CH3). В хлорофилле b метильная группа у третьего атома кольца (зелёная рамочка на картинке) замещена на альдегидную группу[4]. Порфириновое кольцо бактериохлорофиллов более насыщено — в нём не хватает чередования одинарной и двойной связи, что сужает спектр поглощаемого молекулами света[7].
Фитольный хвост
К порфириновому кольцу присоединён длинный фитольный хвост[2]. Это длинный гидрофобный радикал, который прикрепляет хлорофилл a к гидрофобным белкам мембраны тилакоида[2]. Отсоединившись от порфиринового кольца, этот длинный гидрофобный хвост становится предшественником двух биомаркёров — пристана и фитана, оба из которых важны для геохимических исследований и определения качества нефти.
Биосинтез
В биосинтезе хлорофилла a принимают участие несколько ферментов[8]. Биосинтез бактериохлорофилла a и хлорофилла a осуществляют схожие ферменты, которые при некоторых условиях могут взаимно заменять друг друга[8]. Всё начинается с глутаминовой кислоты, которая превращается в 5-аминолевулиновую кислоту. Затем две молекулы этой кислоты восстанавливаются до порфобилиногена, четыре молекулы которого формируют протопорфирин IX[5]. После формирования протопорфирина фермент Mg-хелатаза катализирует включение иона Mg в структуру хлорофилла a[8]. Далее происходит циклизация радикала в шестом положении кольца и образуется протохлорофиллид, у которого в ходе светозависимой реакции с участием фермента протохлорофиллид-оксидоредуктаза происходит восстановление двойной связи в кольце D[5]. Завершается биосинтез хлорофилла присоединением фитольного хвоста[9].
Реакции фотосинтеза
Поглощение света
Спектр
Хлорофилл a поглощает свет в фиолетовой, голубой и красной частях спектра, отражая в основном зелёный цвет, что и придаёт ему характерную окраску. Спектр его поглощения расширяется за счёт вспомогательных пигментов[2] (например, хлорофилла b). В условиях плохой освещённости растения повышают соотношение хлорофилл b/хлорофилл a, синтезируя больше молекул первого, чем второго, и, таким образом, увеличивают производительность фотосинтеза[6].
Светособирающая система
Кванты света, поглощённые пигментами, возбуждают их электроны, в результате чего энергия света преобразуется в энергию химической связи. Поскольку молекулы хлорофилла a могут поглощать только световые волны определённой длины, многие организмы используют вспомогательные пигменты (помечены на рисунке жёлтым цветом), чтобы увеличить спектр поглощения[3]. Вспомогательные пигменты передают собранную энергию от одного пигмента к другому в виде резонансной энергии, до тех пор, пока она не достигнет специальной пары молекул хлорофилла a в реакционном центре[6] — P680 в фотосистеме II и P700 в фотосистеме I[10]. P680 и P700 — основные доноры электронов для электрон-транспортной цепи.
См. также
Примечания
- ↑ PHOTOSYNTHESIS Архивировано 28 ноября 2009 года.
- 1 2 3 4 5 Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. Photosynthesis, Light, and Life // Biology of Plants. — 7th. — W.H. Freeman, 2005. — P. 119–127. — ISBN 0-7167-9811-5.
- 1 2 Papageorgiou,G, and Govindjee (2004), Chlorophyll a Fluorescence, A Signature of Photosynthesis, vol. 19, Springer, p. 14,48,86
- 1 2 3 Eisen JA, Nelson KE, Paulsen IT; et al. (July 2002). “The complete genome sequence of Chlorobium tepidum TLS, a photosynthetic, anaerobic, green-sulfur bacterium”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (14): 9509—14. DOI:10.1073/pnas.132181499. PMC 123171. PMID 12093901. Используется устаревший параметр
|month=(справка) See pages 9514,48,86. - 1 2 3 Zeiger, Eduardo. Ch. 7: Topic 7.11: Chlorophyll Biosynthesis // Plant physiology / Eduardo Zeiger, Taiz. — 4th. — Sunderland, Mass : Sinauer Associates, 2006. — ISBN 0-87893-856-7.
- 1 2 3 Lange, L.; Nobel, P.; Osmond, C.; Ziegler, H. Physiological Plant Ecology I – Responses to the Physical Environment. — Springer-Verlag, 1981. — Vol. 12A. — P. 67, 259.
- ↑ Campbell, Mary K. Biochemistry / Mary K. Campbell, Farrell. — 6th. — Cengage Learning, 20 November 2007. — P. 647. — ISBN 978-0-495-39041-1.
- 1 2 3 Suzuki JY, Bollivar DW, Bauer CE (1997). “Genetic Analysis of Chlorophyll biosynthesis” (PDF). Annu. Rev. Genet. 31 (1): 61—89. DOI:10.1146/annurev.genet.31.1.61. (недоступная ссылка)
- ↑ Taiz L., Zeiger E., Møller I. M., Murphy A. Figure 7.11.A: The biosynthetic pathway of chlorophyll (2006).
- ↑
Ishikita H, Saenger W, Biesiadka J, Loll B, Knapp EW (June 2006). “How photosynthetic reaction centers control oxidation power in chlorophyll pairs P680, P700, and P870”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (26): 9855—60. DOI:10.1073/pnas.0601446103. PMC 1502543. PMID 16788069. Используется устаревший параметр
|month=(справка)
 Виды тетрапирролов | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Биланы (Линейные) |
| ||||||||||||||||||||
| Макроциклы |
| ||||||||||||||||||||
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .