Chlorofyl a - Chlorophyll a
![]() | |
Jména | |
---|---|
Název IUPAC Chlorofyl A | |
Systematický název IUPAC Hořčík [methyl (3S,4S,21R) -14-ethyl-4,8,13,18-tetramethyl-20-oxo-3- (3-oxo-3 - {[(2E,7R,11R) -3,7,11,15-tetramethyl-2-hexadecen-l-yl] oxy} propyl) -9-vinyl-21-forbinkarboxylatato (2 -) -κ2N,N′] | |
Ostatní jména α-chlorofyl | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100.006.852 ![]() |
Číslo ES |
|
PubChem CID | |
Číslo RTECS |
|
UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
C55H72MgN4Ó5 | |
Molární hmotnost | 893.509 g · mol−1 |
Vzhled | Zelená |
Zápach | Bez zápachu |
Hustota | 1,079 g / cm3[1] |
Bod tání | ~ 152,3 ° C (306,1 ° F; 425,4 K)[2] rozkládá se[1] |
Nerozpustný | |
Rozpustnost | Velmi rozpustný v ethanol, éter Rozpustný v ligroin,[2] aceton, benzen, chloroform[1] |
Absorbance | Viz text |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
Chlorofyl A je specifická forma chlorofyl použito v kyslíkový fotosyntéza. Absorbuje většinu energie vlnové délky fialově modrého a oranžovočerveného světla.[3] Odráží také zelenožluté světlo a jako takové přispívá k pozorované zelené barvě většiny rostlin. Tento fotosyntetický pigment je nezbytný pro fotosyntézu v eukaryoty, sinice a prochlorofyty kvůli jeho roli jako primárního donoru elektronů v EU elektronový transportní řetězec.[4] Chlorofyl A také přenáší rezonanční energii v anténní komplex, končící na reakční centrum kde specifické chlorofyly P680 a P700 jsou umístěny.[5]
Distribuce chlorofylu A
Chlorofyl A je pro většinu nezbytný fotosyntetické organismy uvolnit chemická energie ale není to jediný pigment, který lze použít pro fotosyntézu. Všechny kyslíkové fotosyntetické organismy používají chlorofyl A, ale liší se v doplňkové pigmenty jako chlorofyl b.[4] Chlorofyl A lze také najít ve velmi malém množství v zelené bakterie síry, an anaerobní fotoautotrof.[6] Tyto organismy používají bakteriochlorofyl a nějaký chlorofyl A ale neprodukují kyslík.[6] Anoxygenní fotosyntéza je termín aplikovaný na tento proces, na rozdíl od kyslíková fotosyntéza kde kyslík vzniká během světelných reakcí fotosyntéza.
Molekulární struktura
Molekulární struktura chlorofylu A sestává z a chlor kruh, jehož čtyři atomy dusíku obklopují střed hořčík atom a má několik dalších připojených boční řetězy a a uhlovodíkový ocas.
![]() | ![]() |
Chlorinový prsten
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/Chlorin.svg/100px-Chlorin.svg.png)
Chlorofyl A obsahuje hořčík ion uzavřené ve velké prstencové struktuře známé jako a chlor. Chlorinový kruh je a heterocyklická sloučenina odvozený od pyrrol. Čtyři atomy dusíku z chloru obklopují a váží atom hořčíku. Centrum hořčíku jedinečně definuje strukturu jako molekulu chlorofylu.[7] Porfyrinový kruh bakteriochlorofyl je nasycený a chybí střídání dvojných a jednoduchých vazeb způsobujících kolísání absorpce světla.[8]
Boční řetězy
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/70/C-3_position_Chlorophyll_a.svg/160px-C-3_position_Chlorophyll_a.svg.png)
Boční řetězy jsou připojeny k chlorinovému kruhu různých molekul chlorofylu. Různé postranní řetězce charakterizují každý typ molekuly chlorofylu a mění absorpční spektrum světla.[9][10] Například jediný rozdíl mezi chlorofylem A a chlorofyl b je ten chlorofyl b má aldehyd místo methylové skupiny v poloze C-7.[10]
Uhlovodíkový ocas
Chlorofyl A má dlouhý hydrofobní ocas, který kotví molekulu k dalším hydrofobním proteinům v tylakoidní membrána z chloroplast.[4] Jakmile se tento dlouhý uhlovodíkový ocas oddělí od porfyrinového kruhu, stane se jeho předchůdcem biomarkery, nedotčený a fytan, které jsou důležité při studiu geochemie a stanovení ropných zdrojů.
Biosyntéza
Chlorofyl A biosyntetická cesta využívá různé enzymy.[11] Ve většině rostlin pochází chlorofyl glutamát a je syntetizován rozvětvenou cestou, která je sdílena s heme a siroheme.[12][13][14]Počáteční kroky začleňují kyselinu glutamovou do Kyselina 5-aminolevulinová (ALA); dvě molekuly ALA jsou tedy snížena na porfobilinogen (PBG) a čtyři molekuly PBG jsou spojeny a tvoří se protoporfyrin IX.[7]
Chlorofylsyntáza[15] je enzym, který dokončuje biosyntézu chlorofylu A[16][17] katalyzováním reakce ES 2.5.1.62
- chlorofylid A + fytyldifosfát chlorofyl A + difosfát
Toto tvoří ester skupiny karboxylové kyseliny v chlorofylid A s 20-uhlíkem diterpen alkohol fytol.
Reakce fotosyntézy
Absorpce světla
Světelné spektrum
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Chlorophyll_ab_spectra-en.svg/220px-Chlorophyll_ab_spectra-en.svg.png)
Chlorofyl A absorbuje světlo uvnitř fialový, modrý a Červené vlnové délky, přičemž se hlavně odráží zelená. Tato odrazivost dává chlorofylu zelený vzhled. Doplňkové fotosyntetické pigmenty rozšiřují spektrum absorbovaného světla a zvyšují rozsah vlnových délek, které lze použít při fotosyntéze.[4] Přidání chlorofylu b vedle chlorofylu A rozšiřuje absorpční spektrum. Za špatných světelných podmínek rostliny produkují větší poměr chlorofylu b na chlorofyl A molekuly, což zvyšuje výtěžek fotosyntézy.[9]
Sbírání světla
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/8/87/Chlorophyll_a_antenna_complex.jpg/160px-Chlorophyll_a_antenna_complex.jpg)
Absorpce světla fotosyntetickými pigmenty přeměňuje fotony na chemickou energii. Světelná energie vyzařující na chloroplast zasáhne pigmenty v thylakoid membrány a vzrušuje jejich elektrony. Protože chlorofyl A molekuly zachycují pouze určité vlnové délky, mohou organismy použít doplňkové pigmenty k zachycení širšího rozsahu světelné energie zobrazené jako žluté kruhy.[5] Poté přenáší zachycené světlo z jednoho pigmentu na druhý jako rezonanční energii a přenáší energii jednoho pigmentu na druhý, dokud nedosáhne speciálního chlorofylu A molekuly v reakčním centru.[9] Tyto speciální chlorofyly A molekuly jsou umístěny v obou fotosystém II a fotosystém I. Jsou známí jako P680 pro Photosystem II a P700 pro Photosystem I.[18] P680 a P700 jsou primární dárci elektronů do řetězce transportu elektronů. Tyto dva systémy se liší svými redox potenciály pro oxidaci jedné elektrony. Em pro P700 je přibližně 500 mV, zatímco Em pro P680 je přibližně 1100 - 1200 mV.[18]
Darování primárních elektronů
Chlorofyl A je velmi důležitý v energetické fázi fotosyntézy. Dva elektrony je třeba předat akceptor elektronů aby mohl pokračovat proces fotosyntézy.[4] V rámci reakční centra obou fotosystémů je pár chlorofylu A molekuly, které předávají elektrony do dopravní řetězec přes redox reakce.[18]
Viz také
- Fotosystém II, světlo sklízející protein
- Chlorofyl b, další související chemická látka
- Chlorofyl C, doplňkový pigment chlorofylu
Reference
- ^ A b C Anatolievich KR. "Chlorofyl A". chemister.ru. Archivovány od originál dne 2014-11-29. Citováno 2014-08-23.
- ^ A b Lide, David R., ed. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4200-9084-0.
- ^ "Fotosyntéza". Archivovány od originál dne 28. 11. 2009.
- ^ A b C d E Raven PH, Evert RF, Eichhorn SE (2005). "Fotosyntéza, světlo a život". Biologie rostlin (7. vydání). W. H. Freeman. str. 119–127. ISBN 0-7167-9811-5.
- ^ A b Papageorgiou G, Govindjee (2004). Chlorofyl A Fluorescence, podpis fotosyntézy. Pokroky ve fotosyntéze a dýchání. 19. Springer. str. 14, 48, 86.
- ^ A b Eisen JA, Nelson KE, Paulsen IT, Heidelberg JF, Wu M, Dodson RJ a kol. (Červenec 2002). "Kompletní sekvence genomu Chlorobium tepidum TLS, fotosyntetická, anaerobní bakterie se zeleným obsahem síry ". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 99 (14): 9509–14. Bibcode:2002PNAS ... 99.9509E. doi:10.1073 / pnas.132181499. PMC 123171. PMID 12093901.
- ^ A b Zeiger E, Taiz L (2006). „Kapitola 7: Téma 7.11: Biosyntéza chlorofylu“. Fyziologie rostlin (4. vydání). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-856-7.
- ^ Campbell MK, Farrell SO (20. listopadu 2007). Biochemie (6. vydání). Cengage Learning. str. 647. ISBN 978-0-495-39041-1.
- ^ A b C Lange L, Nobel P, Osmond C, Ziegler H (1981). Fyziologická ekologie rostlin I - reakce na fyzické prostředí. 12A. Springer-Verlag. 67, 259.
- ^ A b Niedzwiedzki DM, Blankenship RE (prosinec 2010). "Singletové a tripletové vlastnosti excitovaného stavu přírodních chlorofylů a bakteriochlorofylů". Fotosyntetický výzkum. 106 (3): 227–38. doi:10.1007 / s11120-010-9598-9. PMID 21086044.
- ^ Suzuki JY, Bollivar DW, Bauer CE (1997). "Genetická analýza biosyntézy chlorofylu". Výroční přehled genetiky. 31 (1): 61–89. doi:10.1146 / annurev.genet.31.1.61. PMID 9442890.
- ^ Battersby, A. R. (2000). „Tetrapyrroly: Pigmenty života. Millennium review“. Nat. Prod. Rep. 17 (6): 507–526. doi:10.1039 / B002635M. PMID 11152419.
- ^ Akhtar, M. (2007). „Modifikace postranních řetězců z acetátu a propionátu během biosyntézy hem a chlorofylů: mechanistické a stereochemické studie“. Ciba Foundation Symposium 180 - Biosyntéza tetrapyrrolových pigmentů. Symposia Novartis Foundation. 180. str. 131–155. doi:10.1002 / 9780470514535.ch8. ISBN 9780470514535. PMID 7842850.
- ^ Willows, Robert D. (2003). „Biosyntéza chlorofylů z protoporfyrinu IX“. Zprávy o přírodních produktech. 20 (6): 327–341. doi:10.1039 / B110549N. PMID 12828371.
- ^ Schmid, H. C .; Rassadina, V .; Oster, U .; Schoch, S .; Rüdiger, W. (2002). „Předběžné naplnění chlorofylsyntázy tetraprenyl difosfátem je povinným krokem v biosyntéze chlorofylu“ (PDF). Biologická chemie. 383 (11): 1769–78. doi:10.1515 / BC.2002.198. PMID 12530542.
- ^ Eckhardt, Ulrich; Grimm, Bernhard; Hortensteiner, Stefan (2004). „Nedávný pokrok v biosyntéze a rozkladu chlorofylu u vyšších rostlin“. Molekulární biologie rostlin. 56 (1): 1–14. doi:10.1007 / s11103-004-2331-3. PMID 15604725.
- ^ Bollivar, David W. (2007). „Nedávný pokrok v biosyntéze chlorofylu“. Fotosyntetický výzkum. 90 (2): 173–194. doi:10.1007 / s11120-006-9076-6. PMID 17370354.
- ^ A b C Ishikita H, Saenger W, Biesiadka J, Loll B, Knapp EW (červen 2006). „Jak fotosyntetická reakční centra řídí oxidační sílu v párech chlorofylu P680, P700 a P870“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 103 (26): 9855–60. Bibcode:2006PNAS..103.9855I. doi:10.1073 / pnas.0601446103. PMC 1502543. PMID 16788069.
externí odkazy
- Zeiger & Taiz 2006 „Téma 7.11: Biosyntéza chlorofylu