Klorofil a
A klorofill a klorofill egy speciális formája, amelyet az oxigénes fotoszintézishez használnak . Legerősebben a spektrum ibolya-kék és narancsvörös részein nyeli el a fényt [1] . Ez a pigment létfontosságú az eukarióta , cianobaktérium és proklorofita sejtekben a fotoszintézishez, mivel gerjesztett elektronokat képes átadni az elektrontranszport láncnak [2] . A klorofill a szintén az antennakomplexum része, és rezonanciaenergiát ad át, amely aztán belép a reakcióközpontba , ahol a speciális P680 és P700 klorofillok találhatók [3] .
A klorofill elterjedtsége
A legtöbb fotoszintetikus szervezetnek szüksége van a klorofil a -ra, hogy a fényenergiát kémiai energiává alakítsa , de nem ez az egyetlen pigment, amely a fotoszintézishez használható. Minden oxigénes típusú fotoszintézissel rendelkező organizmus klorofill a -t használ , de különböző segédpigmentjeik vannak , mint például a klorofill b [2] . Kis mennyiségben a klorofill a zöld kénbaktériumokban – anaerob fotoautotrófokban – található [4] . Ezek a szervezetek bakterioklorofillokat és néhány klorofill -a-t használnak, de nem termelnek oxigént [4] . Az ilyen fotoszintézist anoxigénnek nevezzük .
A molekula szerkezete
A klorofill molekula egy klórgyűrűből áll, amelynek közepén egy Mg-ion, a gyűrűben szubsztituens gyökökből és egy fitolfarokból áll .
Klórgyűrű
A klorofill a központi magnézium ionból áll, amely négy nitrogénionból álló gyűrűbe záródik , más néven klór . A klórgyűrű egy fématomot körülvevő pirrolokból képződő heterociklusos vegyület . A központban található Mg egyedülállóan megkülönbözteti a klorofill molekula szerkezetét más molekuláktól [5] .
Képviselők
A klorofill a gyűrűjén szubsztituensek találhatók. A klorofill minden típusát szubsztituensei, és ennek megfelelően abszorpciós spektruma jellemzi [6] . A klorofill a szubsztituensként csak metilcsoportokat (CH 3 ) tartalmaz. A klorofill b -ben a gyűrű harmadik atomján lévő metilcsoportot (a képen zöld keret) aldehidcsoport helyettesíti [4] . A bakterioklorofillok porfirin gyűrűje telítettebb - hiányzik belőle az egyszeres és kettős kötések váltakozása, ami szűkíti a molekulák által elnyelt fény spektrumát [7] .
Fitol farok
A porfiringyűrűhöz hosszú fitolfarok kapcsolódik [ 2] . Ez egy hosszú hidrofób gyök, amely a klorofill a -t a tilakoid membrán hidrofób fehérjéihez köti [2] . Miután levált a porfirin gyűrűről, ez a hosszú hidrofób farok két biomarker, a prisztán és a fitán előfutárává válik , amelyek mindketten fontosak a geokémiai vizsgálatokhoz és az olajminőség meghatározásához.
Bioszintézis
A klorofill a bioszintézisében számos enzim vesz részt [8] . A bakterioklorofill a és klorofill a bioszintézisét hasonló enzimek végzik , amelyek bizonyos körülmények között kölcsönösen helyettesíthetik egymást [8] . Minden a glutaminsavval kezdődik , amely 5-aminolevulinsavvá alakul . Ezután ennek a savnak két molekulája porfobilinogénné redukálódik , amelyből négy molekula protoporfirin IX -et alkot [5] . A protoporfirin képződése után a Mg-kelatáz enzim katalizálja a Mg-ion beépülését a klorofill a szerkezetébe [ 8] . Továbbá megtörténik a gyűrű hatodik helyzetében lévő gyök ciklizációja, és protoklorofillid képződik , amelyben a fényfüggő reakció során a protoklorofillid-oxidoreduktáz enzim részvételével a D-gyűrűben lévő kettős kötés redukálódik [5] . A klorofill bioszintézise fitolfarok hozzáadásával fejeződik be [9] .
Fotoszintézis reakciók
Fényelnyelés
SpectrumAz a klorofill a spektrum ibolya , kék és vörös részein nyeli el a fényt , főként zöldet tükrözve , ami adja jellegzetes színét. Abszorpciós spektruma kibővül a segédpigmentek [2] (például klorofill b ) hatására. Gyenge fényviszonyok mellett a növények megnövelik a klorofill b /klorofill a arányt , így az előbbiből több molekulát szintetizálnak, mint az utóbbiból, és ezáltal növelik a fotoszintézis termelékenységét [6] .
Fénygyűjtő rendszerA pigmentek által elnyelt fénykvantumok gerjesztik elektronjaikat, melynek eredményeként a fényenergia kémiai kötésenergiává alakul . Mivel a klorofill a molekulák csak bizonyos hullámhosszú fényt képesek elnyelni, sok élőlény (az ábrán sárgával jelölt) segédpigmenteket használ az abszorpciós spektrum növelésére [ 3] . A segédpigmentek az összegyűjtött energiát egyik pigmentről a másikra adják át rezonanciaenergia formájában, amíg el nem jut egy speciális klorofill - a molekulapárhoz a reakcióközpontban [6] - a II . fotorendszerben P680 és az I. fotorendszerben P700 [10] . A P680 és a P700 az elektrontranszport lánc fő elektrondonorai .
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ FOTÓSZINTÉZIS Archiválva : 2009. november 28.
- ↑ 1 2 3 4 5 Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. Fotoszintézis, fény és élet // Biology of Plants (angol) . — 7. - W. H. Freeman, 2005. - P. 119-127. - ISBN 0-7167-9811-5 .
- ↑ 1 2 Papageorgiou, G és Govindjee. A klorofill a fluoreszcencia, a fotoszintézis aláírása (angol) . - Springer, 2004. - Vol. 19 . - P. 14,48,86 .
- ↑ 1 2 3 Eisen JA, Nelson KE, Paulsen IT, et al. A Chlorobium tepidum TLS teljes genomszekvenciája , egy fotoszintetikus, anaerob, zöld kén baktérium (angol) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : folyóirat. - 2002. - július ( 99. évf. , 14. sz.). - P. 9509-9514 . - doi : 10.1073/pnas.132181499 . — PMID 12093901 . Lásd 9514,48,86 oldal.
- ↑ 1 2 3 Zeiger, Eduardo; Taiz, Lincoln. Ch. 7: 7.11. témakör : Klorofil bioszintézis // Növényélettan . — 4. – 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. - 20. évf. 12A. – 67., 259. o.
- ↑ Campbell, Mary K.; Farrell, Shawn O. Biokémia . — 6. — Cengage Learning, 2007. - P. 647. - ISBN 978-0-495-39041-1 .
- ↑ 1 2 3 Suzuki JY, Bollivar DW, Bauer CE Genetic Analysis of Chlorophyll biosynthesis // Annu . Fordulat. Közönséges petymeg. - 1997. - 1. évf. 31 , sz. 1 . - 61-89 . o . - doi : 10.1146/annurev.genet.31.1.61 . (nem elérhető link)
- ↑ Taiz L., Zeiger E., Møller I. M., Murphy A. 7.11.A ábra: A klorofill biosynthetic pathway (2006).
- ↑ Ishikita H., Saenger W., Biesiadka J., Loll B., Knapp EW Hogyan szabályozzák a fotoszintetikus reakcióközpontok az oxidációs teljesítményt a P680, P700 és P870 klorofillpárokban // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : folyóirat. - 2006. - június ( 103. évf. , 26. sz.). - P. 9855-9860 . - doi : 10.1073/pnas.0601446103 . — PMID 16788069 .
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|
| A tetrapirrolok fajtái | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bilany (lineáris) |
| ||||||||||||||||||||
| makrociklusok |
| ||||||||||||||||||||