Clorofila a
Clorofila a este o formă specială de clorofilă utilizată pentru fotosinteza oxigenată . Absoarbe lumina cel mai puternic în părțile violet-albastru și portocaliu-roșu ale spectrului [1] . Acest pigment este vital pentru fotosinteza în celulele eucariote , cianobacteriilor și proclorofit datorită capacității sale de a dona electroni excitați lanțului de transport de electroni [2] . Clorofila a face, de asemenea, parte din complexul antenei și transmite energie rezonantă, care apoi intră în centrul de reacție , unde se află clorofilele speciale P680 și P700 [3] .
Prevalența clorofilei a
Clorofila a este necesară de majoritatea organismelor fotosintetice pentru a transforma energia luminoasă în energie chimică , dar nu este singurul pigment care poate fi folosit pentru fotosinteză. Toate organismele cu un tip de fotosinteză oxigenată folosesc clorofila a , dar au diferiți pigmenți auxiliari , cum ar fi clorofila b [2] . În cantități mici, clorofila a poate fi găsită în bacteriile verzi cu sulf - fotoautotrofe anaerobe [4] . Aceste organisme folosesc bacterioclorofile și unele clorofilă a dar nu produc oxigen [4] . O astfel de fotosinteză se numește anoxigenă .
Structura moleculei
Molecula de clorofilă constă dintr-un inel de clor cu un ion de Mg în centru, radicali substituenți în inel și o coadă de fitol .
Inel de clor
Clorofila a constă dintr-un ion central de magneziu închis într-un inel de patru ioni de azot , cunoscut și sub denumirea de clor . Inelul de clor este un compus heterociclic format din piroli care înconjoară un atom de metal . Mg-ul din centru distinge în mod unic structura moleculei de clorofilă de alte molecule [5] .
Deputați
Există substituenți pe inelul clorofilei a . Fiecare tip de clorofilă este caracterizat de substituenții săi și, în consecință, de spectrul său de absorbție [6] . Clorofila a conține doar grupări metil ( CH3 ) ca substituenți. În clorofila b , gruparea metil de la al treilea atom al inelului (cadru verde din imagine) este înlocuită cu o grupare aldehidă [4] . Inelul porfirinic al bacterioclorofilelor este mai saturat - îi lipsește alternanța legăturilor simple și duble, ceea ce îngustează spectrul luminii absorbite de molecule [7] .
Fitol coada
O coadă lungă de fitol este atașată de inelul porfirinic [2] . Este un radical hidrofob lung care leagă clorofila a de proteinele hidrofobe ale membranei tilacoide [2] . Odată desprinsă de inelul de porfirină, această coadă hidrofobă lungă devine precursorul a doi biomarkeri, pristan și fitan , ambii importanți pentru studiile geochimice și determinarea calității uleiului.
Biosinteza
Mai multe enzime sunt implicate în biosinteza clorofilei a [8] . Biosinteza bacterioclorofilei a și clorofilei a este realizată de enzime similare , care în anumite condiții se pot înlocui reciproc [8] . Totul începe cu acidul glutamic , care se transformă în acid 5-aminolevulinic . Apoi două molecule din acest acid sunt reduse la porfobilinogen , dintre care patru molecule formează protoporfirina IX [5] . După formarea protoporfirinei, enzima Mg-chelatază catalizează încorporarea ionului Mg în structura clorofilei a [8] . În plus, are loc ciclizarea radicalului în poziția a șasea a inelului și se formează protoclorofilidă , în care, în timpul unei reacții dependente de lumină cu participarea enzimei protoclorofilide oxidoreductazei, legătura dublă din inelul D este redusă [5] . Biosinteza clorofilei este completată prin adăugarea unei cozi de fitol [9] .
Reacții de fotosinteză
Absorbția luminii
SpectrulClorofila a absoarbe lumina în părțile violet , albastru și roșu ale spectrului, reflectând în principal verde , ceea ce îi conferă culoarea caracteristică. Spectrul său de absorbție este extins datorită pigmenților auxiliari [2] (de exemplu, clorofila b ). În condiții de lumină scăzută, plantele măresc raportul clorofilă b /clorofilă a , sintetizând mai multe molecule ale primei decât ale celei de-a doua, și astfel cresc productivitatea fotosintezei [6] .
Sistem de adunare a luminiiCuantele de lumină absorbite de pigmenți își excită electronii, drept urmare energia luminii este convertită în energie de legătură chimică . Deoarece moleculele de clorofilă a pot absorbi doar anumite lungimi de undă de lumină, multe organisme folosesc pigmenți auxiliari (marcați cu galben în figură) pentru a crește spectrul de absorbție [3] . Pigmenții auxiliari transferă energia colectată de la un pigment la altul sub formă de energie rezonantă, până când ajunge la o pereche specială de molecule de clorofilă a în centrul de reacție [6] - P680 în fotosistemul II și P700 în fotosistemul I [10] . P680 și P700 sunt principalii donatori de electroni pentru lanțul de transport de electroni.
Vezi și
Note
- ↑ FOTOSINTEZĂ Arhivat 28 noiembrie 2009.
- ↑ 1 2 3 4 5 Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. Photosynthesis, Light, and Life // Biologia plantelor (engleză) . — al 7-lea. — W. H. Freeman, 2005. - P. 119-127. - ISBN 0-7167-9811-5 .
- ↑ 1 2 Papageorgiou, G și Govindjee. Clorofilă a fluorescență, o semnătură a fotosintezei (engleză) . - Springer, 2004. - Vol. 19 . - P. 14,48,86 .
- ↑ 1 2 3 Eisen JA, Nelson KE, Paulsen IT, et al. Secvența completă a genomului Chlorobium tepidum TLS , o bacterie fotosintetică, anaerobă, cu sulf verde (engleză) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. - 2002. - iulie ( vol. 99 , nr. 14 ). - P. 9509-9514 . - doi : 10.1073/pnas.132181499 . — PMID 12093901 . Vezi paginile 9514,48,86.
- ↑ 1 2 3 Zeiger, Eduardo; Taiz, Lincoln. Ch. 7: Subiectul 7.11 : Biosinteza clorofilei // Fiziologia plantelor . — al 4-lea. — Sunderland, Mass: Sinauer Associates, 2006. - ISBN 0-87893-856-7 .
- ↑ 1 2 3 Lange, L.; Nobel, P.; Osmond, C.; Ziegler, H. Ecologia fiziologică a plantelor I - Răspunsuri la mediul fizic . - Springer-Verlag , 1981. - Vol. 12A. — P. 67, 259.
- ↑ Campbell, Mary K.; Farrell, Shawn O. Biochimie . — al 6-lea. — Cengage Learning, 2007. - P. 647. - ISBN 978-0-495-39041-1 .
- ↑ 1 2 3 Suzuki JY, Bollivar DW, Bauer CE Analiza genetică a biosintezei clorofilei // Annu . Rev. Genet. - 1997. - Vol. 31 , nr. 1 . - P. 61-89 . - doi : 10.1146/annurev.genet.31.1.61 . (link indisponibil)
- ↑ Taiz L., Zeiger E., Møller I. M., Murphy A. Figura 7.11.A: The biosynthetic pathway of chlorophyll (2006).
- ↑ Ishikita H., Saenger W., Biesiadka J., Loll B., Knapp EW Cum centrele de reacție fotosintetică controlează puterea de oxidare în perechile de clorofilă P680, P700 și P870 // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : jurnal. - 2006. - iunie ( vol. 103 , nr. 26 ). - P. 9855-9860 . - doi : 10.1073/pnas.0601446103 . — PMID 16788069 .
 Dicționare și enciclopedii |
|---|
| Tipuri de tetrapiroli | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bilany (liniar) |
| ||||||||||||||||||||
| macrocicluri |
| ||||||||||||||||||||