Биосинтез молекулы хлорофилла.

Хлорофиллы. Многообразие форм. Структура, функции, основные этапы биосинтеза. Энергетические уровни фотовозбужденного хлорофилла. Флуоресценция и фосфоресценция.

Хлорофилл не представляет собой индивидуальное вещество, а имеет несколько форм. У высших растений и водорослей обнаружены хлорофиллы a, b, c, d. Главными являются две формы — хлорофилл А (C55H7205N4Mg) сине-зеленого цвета (только хлорофилл a и бактериохлорофилл a приспособлены не только для поглощения, но также и для преобразования энергии света. Все остальные пигменты участвуют только в процессах поглощения и миграции энергии) и хлорофилл Б (C55H7o06N4Mg), желто-зеленого цвета.

Молекула хлорофилла состоит из порфириновой "головки" (Четыре пиррольных кольца (A–D) соединены между собой метиновыми мостиками, вместе с циклопентановым кольцом (E) формируют порфириновое ядро) и фитольного "хвоста". При этом порфириновая часть молекулы находится на поверхности мембраны тилакоида и связана с белками, а жирорастворимая фитольная цепь погружена в липидный слой.

По химической природе хлорофилл - сложный эфир дикарбоновой орг. кислоты хлорофиллина и двух спиртов — метанола СН3ОН и фитола. Фитол —это высокомолекулярный спирт С20Н39ОН с длинной углеводородной цепью, придающий хлорофиллу гидрофобные свойства, что сказывается на его химических свойствах.

Хлорофиллы имеют два максимума поглощения света — в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра.

Сине-фиолетовый максимум поглощения хлорофиллов обеспечивается резонансной структурой порфиринового кольца. Поглощение света в красной области спектра связано с наличием магния и гидрированием двойной связи в положении D-пиррольного ядра. Положение максимумов поглощения света хлорофиллом зависит от природы растворителя, взаимодействия молекул пигментов друг с другом, с липидами и белками.

Функции хлорофилла: 1) поглощение света; 2) передача энергии возбуждения с одних молекул на другие; 3) первичное разделение зарядов на мембране

Синтез хлорофилла начинается с глутаминовой кислоты, которая превращается в 5- аминолевулиновую кислоту. Далее две молекулы последней конденсируются и образуют порфобилиноген. Затем четыре молекулы порфобилиногена связываются и формируют протопорфирин IX. После этого происходит встраивание магния и светозависимое формирование кольца Е. На заключительной стадии синтеза происходит восстановление кольца D и присоединение фитола.

Дата добавления: 2017-02-01