Хлорофилл а

редактировать
Хлорофилл а
Структура хлорофилла a
Имена
Название ИЮПАК Хлорофилл а
Систематическое название ИЮПАК 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-ил] окси} пропил) -9-винил-21-форбинкарбоксилатато (2 -) - κN, N ']
Другие названия α-Хлорофилл
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.006.852 Измените это в Викиданных
Номер EC
  • 207-536-6
PubChem CID
Номер RTECS
  • FW6420000
UNII
Панель управления CompTox (EPA )
InChI
УЛЫБКА
Свойства
Химическая формула C55H72MgN 4O5
Молярная масса 893,509 г · моль
Внешний видЗеленый
Запах Без запаха
Плотность 1,079 г / см
Температура плавления ~ 152,3 ° C (306,1 ° F; 425,4 K). разлагается
Растворимость в воде Нерастворимый
Растворимость Очень растворим в этаноле, эфире. Растворим в лигроин, ацетон, бензол, хлороформ
Поглощение См. текст
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки ink

Хлорофилл а представляет собой особую форму хлорофилла, используемую в кислородном фотосинтезе. Он поглощает большую часть энергии от длин волн фиолетово-синего и оранжево-красного света. Он также отражает зелено-желтый свет и, как таковой, способствует наблюдаемому зеленому цвету большинства растений. Этот фотосинтетический пигмент необходим для фотосинтеза у эукариот, цианобактерий и прохлорофитов из-за его роли в качестве первичного донора электронов в электронная транспортная цепь. Хлорофилл а также передает резонансную энергию в антенный комплекс, заканчиваясь в реакционном центре, где расположены специфические хлорофиллы P680 и P700.

Содержание

  • 1 Распределение хлорофилла a
  • 2 Молекулярная структура
    • 2.1 Хлориновое кольцо
    • 2.2 Боковые цепи
    • 2.3 Углеводородный хвост
  • 3 Биосинтез
  • 4 Реакции фотосинтеза
    • 4.1 Поглощение света
      • 4.1.1 Спектр света
      • 4.1.2 Сбор света
    • 4.2 Первичное донорство электронов
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Распределение хлорофилла a

Хлорофилл a необходим большинству для высвобождения химической энергии, но это не единственный пигмент, который можно использовать для фотосинтеза. Все кислородные фотосинтезирующие организмы используют хлорофилл а, но отличаются дополнительными пигментами, такими как хлорофилл b. Хлорофилл а также можно найти в очень малых количествах в зеленых серных бактериях, анаэробных фотоавтотрофах. Эти организмы используют бактериохлорофилл и некоторое количество хлорофилла а, но не производят кислород. Аноксигенный фотосинтез - термин, применяемый к этому процессу, в отличие от кислородного фотосинтеза, когда кислород вырабатывается во время световые реакции фотосинтеза.

Молекулярная структура

Молекулярная структура хлорофилла a состоит из кольца хлорина, четыре атома азота которого окружают центральный магний атом, и имеет несколько других присоединенных боковых цепей и углеводородный хвост.

Chlorophyll-a-3D-balls.png
Chlorophyll-a-3D-spacefill.png
. Структура молекулы хлорофилла а с длинным углеводородным хвостом

Хлориновое кольцо

Хлорин, центральная кольцевая структура хлорофилла а

Хлорофилл а содержит ион магния , заключенный в большую кольцевую структуру, известную как хлорин. Хлориновое кольцо представляет собой гетероциклическое соединение, производное пиррола. Четыре атома азота хлорина окружают и связывают атом магния. Магниевый центр однозначно определяет структуру как молекулу хлорофилла. Порфириновое кольцо бактериохлорофилла является насыщенным, и в нем отсутствует чередование двойных и одинарных связей, вызывающих различия в поглощении света.

Боковые цепи

CH 3 <141 в зеленой рамке>представляет собой метильную группу в положении C-7. Хлорофилл a

Боковые цепи присоединены к хлориновому кольцу различных молекул хлорофилла. Различные боковые цепи характеризуют каждый тип молекулы хлорофилла и изменяют спектр поглощения света. Например, единственное различие между хлорофиллом а и хлорофиллом b заключается в том, что хлорофилл b имеет альдегид вместо метильной группы в положении C-7.

Углеводород. хвост

Хлорофилл а имеет длинный гидрофобный хвост, который прикрепляет молекулу к другим гидрофобным белкам в тилакоидной мембране хлоропласта. После отделения от порфиринового кольца этот длинный углеводородный хвост становится предшественником двух биомаркеров, пристана и фитана, которые важны при изучении геохимия и определение источников нефти.

Биосинтез

В пути биосинтеза хлорофилла а используются различные ферменты. В большинстве растений хлорофилл происходит из глутамата и синтезируется по разветвленному пути, который является общим с гемом и сирогемом. На начальных этапах глутаминовая кислота включается в 5-аминолевулиновую кислоту (ALA); две молекулы ALA затем восстанавливаются до порфобилиногена (PBG), и четыре молекулы PBG соединяются, образуя протопорфирин IX.

Хлорофилл-синтазу - фермент, который завершает биосинтез хлорофилла а, катализируя реакцию EC 2.5.1.62

хлорофиллид а + фитилдифосфат ⇌ {\ displaystyle \ rightleftharpoons}\ rightleftharpoons хлорофилла а + дифосфат

Это образует сложный эфир группы карбоновой кислоты в хлорофиллиде а с 20-углеродным дитерпеном спиртом фитолом.

Реакции фотосинтеза

Поглощение света

Спектр света

Спектр поглощения хлорофилла а и хлорофилла b. Использование обоих вместе увеличивает размер поглощения света для производства энергии.

Хлорофилл a поглощает свет в пределах фиолетового, синего и красного длин волн в основном отражая зеленый. Эта отражательная способность придает хлорофиллу зеленый вид. Дополнительные фотосинтетические пигменты расширяют спектр поглощаемого света, увеличивая диапазон длин волн, которые можно использовать в фотосинтезе. Добавление хлорофилла b к хлорофиллу а расширяет спектр поглощения . В условиях низкой освещенности растения производят большее отношение хлорофилла b к молекулам хлорофилла a, увеличивая фотосинтетический выход.

Сбор света

Антенный комплекс с передачей энергии внутри тилакоидной мембраны хлоропласта. Хлорофилл а в реакционном центре - единственный пигмент, который передает ускоренные электроны акцептору (изменено из 2).

Поглощение света фотосинтетическими пигментами преобразует фотоны в химическую энергию. Световая энергия, излучаемая на хлоропласт, поражает пигменты в тилакоидной мембране и возбуждает их электроны. Поскольку молекулы хлорофилла а улавливают только волны определенной длины, организмы могут использовать дополнительные пигменты для захвата более широкого диапазона световой энергии, показанной желтыми кружками. Затем он передает захваченный свет от одного пигмента к другому в качестве резонансной энергии, передавая энергию от одного пигмента к другому, пока не достигнут особые молекулы хлорофилла а в реакционном центре. Эти особые молекулы хлорофилла а расположены как в фотосистеме II, так и в фотосистеме I. Они известны как P680 для Фотосистемы II и P700 для Фотосистемы I. P680 и P700 являются основными донорами электронов в цепи переноса электронов. Эти две системы различаются по своим окислительно-восстановительным потенциалам для одноэлектронного окисления. E m для P700 составляет приблизительно 500 мВ, в то время как E m для P680 составляет приблизительно 1100-1200 мВ.

Первичное донорство электронов

Хлорофилл a очень важен в энергетической фазе фотосинтеза. Два электрона должны пройти к акцептору электронов, чтобы процесс фотосинтеза продолжился. В реакционных центрах обеих фотосистем находится пара молекул хлорофилла a, которые передают электроны в транспортную цепь через окислительно-восстановительные реакции.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

  • Zeiger Taiz 2006, Тема 7.11: Биосинтез хлорофилла
Последняя правка сделана 2021-05-14 13:22:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте