Klorofill bioszintézis és tulajdonságai - Tudományos Könyvtár
Fehérjék - magas nitrogéntartalmú szerves vegyületek, amelynek molekulái épülnek aminosavmaradékok. A fehérjék felét teszik ki, illetve több, a száraz tömeg élő sejtek.
A fehérje-összetételét a kémiai elemek: C, O, H, N, S. A fehérje néha előfordul, mint az elemek Fe, Cu, Zn, stb, de nem a kémiai elemek „ábécé” ebből még mindig a különböző „szavakat” - molekulákat. fehérjéket. Ezek a fehérjék építőelemei jellegű választotta egyszerű vegyületek - aminosavak.
Minden fehérjék lényegében 20 aminosav.
A készítmény, fehérjék vannak osztva egyszerű és összetett. Egyszerű kizárólag az alábbiak aminosavat. Komplex fehérjék különböznek az egyszerű jelenléte a prosztetikus csoport. Összetett fehérje, amely elvesztette protézis nevű csoport anobelkom. Komplex fehérjék osztályokba soroljuk attól függően, összetétele és szerkezete a prosztetikus csoport
a név a komplex protein prosztetikus csoportot
metalloproteinek fématomok
foszfo-foszfát-csoportokat
glikoproteinek aligosaharidy, egyszerű cukrok
nukleoproteny DNS vagy RNS
A fehérjék nagy molekulatömegű vegyületek, amelyek több száz vagy akár több ezer aminosavból kombinálva egy makromolekuláris szerkezetet. A molekulatömege fehérjék tól 6000 1.000.000 dalton és a magasabb számától függően egyedi polipeptid lánc, amely egy egyetlen molekuláris szerkezetét a fehérje. Ezek polipeptid lánc nevű alegységek. A molekulatömeg változhat széles 6000 és 100000 dalton vagy annál több.
A klorofill csoportjába tartozik a fehérjék. A klorofill „az egyik legérdekesebb anyagok a Föld felszínén” (Darwin), mivel lehetséges, mivel a szintézis szerves anyagok és a szervetlen C.
A kritikus szerepet játszik a fotoszintézis a zöld pigment - klorofill. Francia tudósok és Kaventu Pelletier (1818) izoláltak levelek zöld anyag, és elnevezte klorofill (a görög „Chloros” -. Zöld és „Fillon” - lap). Jelenleg mintegy 10 klorofillokok. Ezek különböznek a kémiai szerkezete, színes, elterjedt az élő szervezetek. Minden magasabb rendű növények tartalmaznak klorofillt, valamint a és b. Klorofill-a tartalmazza a kovamoszatok, klorofill d - a vörös alga. Továbbá az is ismert, négy bakterioklorofill sejtjeiben lévő fotoszintetikus baktériumot. A baktériumokat tartalmazó sejteket a zöld és bakterioklorofillekről, d. A sejtek bíbor baktériumok - bakteriohlorofiily a és b. A fő pigmenteket, amelyek nélkül a fotoszintézis nem beszél, a klorofill a zöld növények és bakterioklorifil a baktériumok számára.
Az első pontos ábrázolása és pigmentek zöld lapot kapott munkája révén a híres orosz botanikus MS színeket. Ez kiosztott pigmentek lapot tiszta formában, és kifejlesztett egy új módszert a kromatográfiás elválasztás anyagok. Ezzel a módszerrel a jövőben már széles körben használják, mind a biokémia és a tisztán kémiai kutatások.
klorofill kialakulását körülmények között.
klorofill képződése hajtjuk végre két szakaszból áll: az első fázisban - A sötét, amelynek során a képződött prekurzor klorofill - protochlorophyll, és a második - a fény, amely fény protochlorophyll klorofill képződött. A formáció a klorofill, akkor kell a vas. A vashiány kapott növényeket jellemzi halvány csíkos és egy gyenge zöld levelek színét. klorofill képződése függ a hőmérséklettől. Az optimális hőmérséklet a felhalmozódása a klorofill 26-30 C. Ahogy az várható, csak a kialakulását protochlorophyll (sötét fázis) a hőmérséklettől függ. A jelenlétében a már kialakult protochlorophyll tétele (könnyű fázis), a folyamat folytatódik, hogy azonos sebességgel függetlenül a hőmérséklet. A klorofill képződés sebessége befolyásolja a víztartalom. Súlyos dehidráció palánta vezet teljes megszűnése klorofill képződést. Különösen érzékeny a kiszáradás mértékben protochlorophyll.
Több VI Palladin felhívta a figyelmet arra, hogy az áramlás a szénhidrátok zöldülő folyamat. Ez összefügg azzal a ténnyel, hogy a környezetbarátabb palánták fény függ korukat. Miután 7-9 napos korban képes alkotni klorofill palánta zuhan. Amikor szórjuk szacharóz csírák újra kezdődik az intenzív zöld.
Alapvető kialakulásának klorofill van ásványi táplálkozás feltételeit. Először is, meg kell megfelelő mennyiségű vasat. Amikor vashiány még felnőtt növények levelei elvesztik színüket. Ezt a jelenséget nevezzük klorózis. Vas - szükség klorofill kialakulását katalizátort. Szükség van a szakaszában szintézis # 948; -aminolevulinic savat glicerinből és szukcinil-CoA, valamint a protoporfirin szintézist. Nagy jelentőséggel bír, amelyek biztosítják a klorofill szintézist általában nitrogén ellátás a növények és a magnézium, mivel mindkét Ezek az elemek a klorofill. A rézhiány klorofill könnyen tönkremehetnek. Ez nyilvánvalóan annak a ténynek köszönhető, hogy a réz hozzájárul a stabil komplexek képzése közötti klorofill és rokon fehérjék.
A kémiai tulajdonságai a klorofill.
A kémiai összetétele klorofill egy észter egy dikarbonsav hlorofinilla. Hlorofinill jelentése nitrogéntartalmú szerves fémvegyület kapcsolatos magnézium-porfirin. A központ a klorofill molekula magnézium-atom, amely össze van kötve a négy nitrogénatomot a pirrol csoportok. A csoportosulások a pirrol klorofill van olyan rendszer, hogy váltakozóan kettős és egyszeres kötés. Ez egy kromofor csoport klorofill, meghatározza annak színét.
A jelenléte magnézium található könnyen. Meg kell, hogy fellépjen a alkohol kivonat klorofill a gyenge sósavas vagy más savval, hogy meghatározza a magnézium. Ugyanakkor lesz egy színváltozás - elszívó válik sárgásbarna árnyalat. A klorofill nélkül magnézium nevű feofitin:
A feofitin molekula viszonylag könnyű visszatenni egyes fém fémorganikus és helyreállítani a kapcsolatot. Erre a célra feofitin oldatot adunk hozzá ecetsav a réz vagy a cink-acetát, és fűthető. A cink és a réz, a klorofill molekula, és extrakciós válik zöld újra.
A kémiai képlet jött létre 1913-ban a német Biokémikusok R. Stoll és A. Willstätter. Képesek voltak, hogy megállapítsa szekvenciálisan lehasítjuk a molekula klorofill annak különálló részei hatására savak és lúgok, és a további nyomás alatti melegítéssel. Amíg ezek a tanulmányok növényélettani gondolták, hogy a klorofill vasat helyett magnézium. Végre létét, két - klorofill a és b.
Ezek a munkák tették a kristályos klorofill. Willstätter Stoll és kimutatta, hogy elérhető a zöld levelek enzim klorofilláz hasítja alkohol és fitol a helyén válik maradékot etil- vagy metil-alkohol. Az ilyen vegyületeket nevezzük a klorofill. Ha fitol molekularész szubsztituált etil-alkohol, a kapott vegyületet nevezzük ethylchlorophyllide.
A optikai tulajdonságai a klorofill.
A klorofill elnyeli a napenergiát, és irányítja, hogy egy kémiai reakció, amely nem folytatható anélkül, hogy az energia kívülről kapott. Előállítása klorofill a továbbított fény egy zöld színű, de a növekedés a réteg vastagsága, vagy koncentrációja a klorofill válik piros.
A klorofill elnyeli a fényt nem teljesen, de szelektíven. Amikor elhaladnak a hét látható szín, ami fokozatosan át egymásba. Átadásával a fehér fény prizmán keresztül, és a klorofill oldatot kapunk a legintenzívebb abszorpciós spektrum a piros és a kék-ibolya fény. Zöld sugarakat elnyeli kevés, ezért egy vékony réteg klorofill továbbított világoszöld. Azonban a növekvő koncentrációja klorofill abszorpciós sáv kiterjesztése (sok a zöld sugarak is felszívódnak) abszorpció nélkül és kiterjeszti csak egy része a szélsőséges piros. Az abszorpciós spektrumokat klorofill a és b nagyon közel.
A visszavert fény, klorofill tűnik cseresznyepiros, hiszen bocsát ki az elnyelt fény hullámhossza, hogy változtassa meg. Ezt a tulajdonságot nevezzük klorofill fluoreszcencia.
A kezdeti szubsztrátok szintézisére klorofill nagyon egyszerű szerves vegyületek - acetát és a glicin. A folyamat a szintézis klorofill oszthatók három szakaszban.
Az első szakasz az alábbi reakciók:
1. képződése acetil-koenzim A, amelynél a rész kap-acetát, koenzim-A és az ATP. A reakció katalizátora atsilkoferment A szintetáz.
2. suktsinilkofermenta képződését két molekula acetil koenzim A. Úgy tekinthető kevésbé valószínű nem a másik irányba: bevonása a Krebs-ciklus-acetát és szukcinát képződést, és aztán suktsinilkofermenta A. Egyes kutatók úgy vélik a kezdeti szubsztrát klorofill bioszintézis nevezetesen suktsinilkoferment Egy nélkül tekintve képződési reakciók ( mint nem-specifikus, kapcsolatban végzett más metabolikus lánc).
3. Formation -amino - ketoadipinovoy savat glicin suktsinilkofermenta A és katalizált, valamint a következő reakcióban -aminolevulinic sav szintetáz enzim:
4. -amino - ketoadipinovoy sav dekarboxileződés képződött -aminolevulinic sav:
5. szintézise két molekula -aminolevulinic sav pirroleninovogo gyűrűt, majd izomerizáljuk azt egy pirrolgyűrű alkotnak porfobilinogén. A reakciót az enzim által katalizált dehidrogenáz -aminolevulinic savat.
A második lépés magában foglalja a reakcióban a szintézis négy pirrol gyűrű audio protoporfirin molekula.
6. A négy molekula porfobilinogema hatása alatt az enzim porphobilinogen deamináz szintetizált lánc tetrapirrana.
7. legkevésbé vizsgált mechanizmus nyitja az áramkört válaszul tetrapirrana UROPORFIRINOGÉN III.
8. Ennek eredményeként a dekarboxilezési mind a négy maradékok acetát UROPORFIRINOGÉN III képződött koproporfirinogen III, enzim - uroporfirinogendekarboksilaza.
9. A dekarboxilezést és a dehidrogénezést a két négy propionát maradékok, ami vinil-gyökök képződését gyűrűk és protoporfirinogén IX, enzim - koproporfirinogendekarboksilaza.
A dehidrogénezési protoporfirinogén IX jelenik protoporfirin IX.
A harmadik szakasz jellemzi a kialakulását és a konverziós magniyporfirinov.
11. protoporfirin, kölcsönhatásban a magnézium alakítjuk magniyprotoporfirin.
Átalakítás klorofillid protoklorofillid álló hidrogénezése a két gyűrű kettős kötést, végezzük általában segítségével a fény (során a fotokémiai reakció).
Csak néhány az alsó és a nyitvatermők, ez a reakció végbemehet enzimes a sötétben. A klorofillid válik nem protoklorofillid szabad formában, és a fehérjéhez kötődött egyetlen összetett - az úgynevezett protohlorofillidgolohrom.
15. Az utóbbi reakciót - fitol klorofillid enzimes észterezési, ezáltal egy klorofill.
Különböző típusú klorofill.
Különböző különböző típusú klorofill, általában szubsztituensek természetétől a szénatom porfirinek pirrol gyűrűk. Minden kommunikációs szénatom részt vesz a kialakulását a porfirin-gyűrű, és ezért nem tudja meghatározni a konkrét jellegét bizonyos típusú klorofill. Klorofillokat baktériumok úgynevezett bakterioklorofill. Tudják négy. A legtöbb lila baktériumok tartalmaznak bakterioklorifil a. és amely meghatározza, hogy képesek fotoszintetizálnak:
Ez a pigment egy porfirin, amelyben a szénatom a következő szubsztituensek vannak pozíciók 1 - metil-, 2 - acetil, 3 - metil-4 - etil-5 - metil, a 6. szénatomon résztvesz a kialakulása egy telített ciklopentán-gyűrű 7 - észter propionsav és nagy molekulatömegű telítetlen alkoholt fitol, 8 - metil. Gyűrűk B és D csak egy kettős kötést. A ciklopentán-gyűrű 9-es helyzetben - a keto- és 10 - karboxi-metil-csoport. Phytol lehet tekinteni, mint egy származéka izoprén és diterpén egy kettős kötést.
A d és bakterioklorofillek zöld baktériumok különböznek a bakterioklorofill számos funkcióval. Nem kell tsiklopentanovnogo gyűrűt. Karboxi-metil-csoport a-atom 10 hiányzik, míg a atomok a 9. és 10. része a vágás. Ehelyett fitolnogo tartalmazó maradékot farnezil -.
Amikor a második szénatomjához porfirint helyett acetil-hidroxi-etil-csoport. Néhány zöld baktériumok néhány százalék (10), valamint a bakteriokloro.
Minden más fotoszintetizáló szervezetek tartalmaznak, mint megbízó zöld pigment a klorofill a.
Tól bakterioklorofill és ez azzal jellemezve, hogy a 2-helyzetben az vinilcsoport. és a B gyűrű rendelkezik egy több kettős kötést (annak a ténynek köszönhető, hogy tartalmaz legalább 2 hidrogénatom).
Amellett, hogy a klorofill a. minden magasabb rendű növények és a legtöbb alga (kivéve a kék-zöld és piros) tartalmaznak klorofillt. Ez eltér a klorofill a tény, hogy amikor az a szénatom 3 van metiicsoport helyett formilcsoport CHO.
A barna és hrizofitovyh algák és dinoflagellates talált klorofill. amelynek nincs maradék fitol.
Vörös alga van klorofill, amely eltér a klorofill a, hogy ahelyett, hogy a vinil-csoport 2-helyzetű szénatom egy formilcsoport.
Kimutatása különböző típusú klorofill segítségével a spektrális jellemzőit. Általában pigmentek tanul abszorpciós spektrumát megoldások, legalábbis - a lumineszcencia spektrum.