Orosz bank kivonatok - klorofill tulajdonságai és bioszintézise - letölthető esszék, ingyen
A fehérjék nagy molekulájú nitrogéntartalmú szerves anyagok,
amelyek molekulái aminosavmaradékokból vannak kialakítva. A fehérjék akár
a sejtek fele és annál szárazabb tömege.
A fehérjék összetétele kémiai elemekkel: C, O, H, N, néha S. A fehérjékben
vannak elemek Fe, Cu, Zn, stb. De nem kémiai elemek
Ezek az "ábécé betűk", amelyekből az összes sokszínűség
"Szavak" - fehérjék molekulái. A fehérjék ilyen szerkezeti elemei a természet
egyszerű vegyületeket választott - aminosavakat.
Valamennyi fehérje főleg 20 aminosavból áll.
Összetétel szerint a fehérjék egyszerűek és komplexek. Egyszerűek csak
aminosavmaradékokból. A komplex fehérjék különböznek az egyszerű fehérjéktől
protézis csoport. Egy protézist elvesztett komplex fehérje,
az úgynevezett anoprotein. A komplex fehérjék osztályokba sorolhatók
a protéziscsoport összetétele és szerkezete
a komplex fehérjék neve protézis
A fehérjék nagy molekulájú vegyületekre utalnak,
több száz és még több ezer aminosavmaradék is csatlakozik
makromolekuláris szerkezet. A fehérjék molekulatömege 6000-től változik
legfeljebb 1.000.000 daltonnál, az egyén számától függően
Polipeptidláncok a fehérje egyetlen molekuláris szerkezetének szerkezetében. ilyen
A polipeptidláncokat alegységeknek nevezzük. A molekulasúlyuk
széles tartományban változik: 6000-től 100000-ig és még több daltonig.
A klorofill a fehérjék osztályába tartozik. A klorofill egy a
"Az egyik legérdekesebb anyag a földfelszínen" (Charles Darwin), mivel
köszönetének köszönhetően a szervetlen anyagok szerves C-ből történő szintézise lehetséges.
A fotoszintézis folyamatának legfontosabb szerepe a zöld pigment -
klorofill. Pelletier és Caventu francia tudósok (1818) levelekből izoláltak
zöld anyag, és elnevezte klorofill (a görög „Chloros.” - zöld és
"Phyllon" egy levél). Jelenleg körülbelül 10 klorofill van ismerten. ők
különböznek a kémiai struktúrában, színben, eloszlásban az élőben
szervezetekre. Minden nagyobb növény tartalmaz klorofill a és b. Klorofill a
a diatómális algák, a klorofill d - vörös algákban található.
Emellett négy baktérium-klorofill található a sejtekben
fotoszintetikus baktériumok. A zöld baktériumok sejtjeiben tartalmaznak
c és d baktérium-klorofill. A lila baktériumok - bakteriochlorofillok sejtjeiben
a és b. A fő pigmentek, amelyek nélkül a fotoszintézis nem megy, az
A klorofill a zöld növények és bakterioklorofill baktériumok számára.
Az első pontos ábrázolás és pigmentek a zöld levél kapta
köszönhetően a legnagyobb orosz botanikus MS Tsveta műveinek. Kiemelt
a levél pigmentjeit tiszta formában, és kifejlesztett egy új kromatográfiás eljárást
az anyagok elválasztása. Ezt a módszert később széles körben használják, mint
a biokémiában és a tisztán kémiai kutatásokban.
Az a és b klorofillák színben különböznek egymástól. A klorofill kék-zöld
körülbelül háromszor akkora, mint a klorofill b.
A klorofill képződésének feltételei.
A klorofill képződését két fázisban végezzük: az első fázis -
Sötét, amelynek során a klorofill elővegyülete -
protochlorophyll, és a second - light, ahol a protochlorophyll on
a fényt a klorofill képezi. A klorofill képződése megköveteli a
vas. Vas hiányában olyan növényeket kapnak, amelyekre jellemző
sápadt zenekarok és a levelek gyenge zöld színe. A klorofill képződése
hőmérséklet függ. Optimális hőmérséklet a klorofill felhalmozódásához
26-30 ° C. Ahogy elvárható, csak az oktatás a hőmérséklet függvénye
protochlorofill (sötét fázis). Már kialakult jelenlétében
protochlorophylls, a zöldítés (könnyű fázis) folyamata megegyezik
a hőmérséklettől függetlenül. A klorofill képződési aránya
befolyásolja a víztartalmat. A palánták erőteljes kiszáradása
a klorofill képződésének teljes megszüntetéséhez vezet. főleg
érzékeny a protochlorofill dehidratáló képződésére.
Még VI Palladin felhívta a figyelmet a szénhidrátok szükségességére
a környezetbarátabb folyamat áramlása. Ez kapcsolódik ahhoz, hogy a zöld
A kelnek a fényben a koruktól függenek. 7-9 napos kor után
az ilyen csírák klorofill képződésének képessége élesen csökken. a
A szacharózcsíra permetezés újra intenzíven zöldessé válik.
A legfontosabb a klorofill képződésének feltétele
ásványi táplálkozás. Először is, elég kell
vas. A vas hiánya miatt a felnőtt növények levelei is elveszítik színüket.
Ezt a jelenséget klorózisnak nevezik. A vas a szükséges katalizátor az oktatás számára
klorofill. Szükséges a p-aminolevulinsav szintézisének szakaszában
glicerin és szukcinil-CoA, valamint a protoporfirin szintézise. Nagyszerű érték
Annak érdekében, hogy a klorofill szintézisének normális növényellátása legyen
nitrogén és magnézium, mivel mindkét elem része a klorofillnek. a
A réz-klorofill hiánya könnyen megsemmisíthető. Ez nyilvánvalóan kapcsolatban áll
Az a tény, hogy a réz elősegíti a stabil komplexek kialakulását
klorofill és a megfelelő fehérjék.
Tanulmányok a klorofill felhalmozódásának folyamatáról a növények alatt
a virágzás kezdetéhez van idõzítve. Még az a vélemény is, hogy az oktatás növekedése
A klorofill használható a készenléti jelzésként
növények virágzik. A klorofill szintézise a gyökér aktivitásától függ
az állomány gyökérrendszerének tulajdonságaitól. Lehetséges, hogy a gyökérrendszer hatása
annak a ténynek köszönhető, hogy ott keletkeznek hormonok (citokininek). A gőgös
A klorofill kémiai tulajdonságai.
Kémiai összetétel szerint a klorofill egy dikarbonsav-észter
klorofinil. A klorofinil nitrogéntartalmú
magnézium-porfirinhez kapcsolódó szerves fémvegyület. A központban
A klorofill molekula egy magnézium atom, amely négyhez kapcsolódik
pirrolcsoport nitrogénatomja. A klorofill pirrolcsoportjaiban
van egy rendszer a váltakozó kettős és egyszerű kötelékek. Ez az
Chromophore klorofill csoport, amely meghatározza a színezését.
A magnézium jelenléte könnyen észlelhető. Csak cselekedni kell
klorofill alkohol kivonatot, sósav vagy néhány gyenge oldatával
Egy másik sav a magnézium meghatározására. Ez megváltozik
színezés - a kapucni sárgásbarna színt kap. Klorofill magnézium nélkül
megkapta a pheofitin nevét:
A pheofitin molekulájában viszonylag könnyű bevezetni néhányat
fém és helyreállítja a fémorganikus kötést. Ehhez a megoldáshoz
feofitin hozzáadott ecetsav a réz vagy a cink-acetát, és fűthető.
A cink vagy a réz belép a klorofill molekulába, és az extraktum ismét elkezdődik
A kémiai képletet 1913-ban hozták létre a német biokémikusok
R. Wilstetter és A. Stoll. Ők sikeresen telepítették egymást
egyes részeit a klorofillmolekuláról lebontva savak hatásával és
lúgokkal, majd nyomás alatt történő melegítéssel. E vizsgálatok előtt,
a növények fiziológiája azt hitte, hogy a klorofill vasat tartalmaz, és nem magnéziumot.
Azt is bizonyították, hogy két klorofill van - a és b.
Ugyanez a munka kristályos klorofill képződését eredményezte.
Willstatter és Stoll kimutatták, hogy az enzim zöld levelekben jelen van
A klorofilláz elfedi az alkohol-fitilt, és a helyén a maradék marad
etil vagy metil-alkohol. Ilyen vegyületeket neveznek
klorofill. Ha a fitolt etil-alkohol maradékával helyettesítjük, akkor
az így kapott vegyületet etil-klorofillidnak nevezzük.
A klorofill optikai tulajdonságai.
A klorofill elnyeli a napenergiát, és kémiai úton irányítja
olyan reakciók, amelyek nem következhetnek be kívülről érkező energia nélkül. A megoldás
Az átvilágított klorofill zöld színű, de növekvő vastagságú
réteg vagy klorofill koncentrációja pirosra válik.
A klorofill a fényt nem teljesen, hanem szelektíven elnyeli. Amikor elmúlt
hét látható szín, amelyek fokozatosan áthaladnak egymásba. a
a fehér fény átvitele egy prizmán és klorofill oldaton keresztül a kapott eredményre
spektrum, a legerősebb abszorpció vörös és kék-ibolya lesz
sugarak. A zöld sugarak egy kicsit felszívódnak, így egy vékony klorofillrétegben van
fényes zöld színben. Azonban növekvő koncentrációval
a klorofill abszorpciós sávok kibővülnek (a zöld sugarak nagy része
szintén abszorbeálódik) és abszorpció nélkül csak a szélsőséges vörösök egy részét adja át.
Az a és b klorofill abszorpciós spektrumai nagyon közel vannak.
A visszavert fény, klorofill tűnik cseresznyepiros, hiszen
kibocsátja a felszívódott fényt a hullámhossz megváltozásával. Ez a tulajdonság
a klorofillt fluoreszcenciának nevezik.
A klorofill szubsztrátok szintézisének kiindulási anyagai nagyon egyszerűek
szerves vegyületek - acetát és glicin. A klorofill szintézis folyamata
három szakaszra oszlik.
Az első szakasz a következő reakciókból áll:
1. Az acetil-koenzim A képződése, amelyben az acetát,
koenzim A és ATP. A reakciót egy acil-koenzim A-szintetáz katalizálja.
2. A szukcinil-koenzim A formálása két acetil-koenzim A molekulából
Egy másik módszer ugyanilyen valószínű: az acetát bevonása a ciklusba
Krebs és a képződésben szukcinátot, majd szukcinil-koenzim A.
Egyes kutatók szerint a klorofill bioszintézisének kezdeti szubsztrátja
nevezetesen a szukcinil-koenzim A, anélkül, hogy figyelembe vennék a képződésének reakcióját (lásd
nem specifikus, más anyagcserével kapcsolatban
3. A -amino-keto-adipinsav képződése
szukcinil-koenzim A-t és glicint, a következő módon katalizált módon
az enzim szintetáz-aminolevulinsav:
4. A -amino-keto-adipinsav dekarboxilezéssel
képződik -aminolevulinsav:
5. Két molekula-aminolevulinsav-pirrolin szintézise
gyűrűt, majd izomerizálva a pirrolgyűrűbe
porphobilinogen. A reakciót katalizálja a dehidráz enzim -
A második lépés négy féle pirrolgyűrű fúziós reakcióját foglalja magában
6. A porfobilinogema négy molekula közül a porfobilinogén-
egy tetrapran-lánc szintetizálódik.
6. A tetrabután nyitott láncának bezárásának reakció mechanizmusa
7. Mind a négy acetátmaradvány dekarboxilezése következtében
Az uroporfirinogén III a koproporfyrinogén III-at, az enzimet -
8. A négy közül kettő dekarboxilezése és dehidrogénezése
propionátmaradványok, amelyek a vinilcsoportok kinyeréséhez vezetnek
gyűrűket és a protoporfirin-genid IX képződését,
9. A protoporfirenogén IX dehidrogénezésének eredményeképpen,
A harmadik szakaszt a magnézium-porfirinok kialakulása és átalakítása jellemzi.
11. A magnéziummal kölcsönhatásba lépő protoporfirin a
11. Az enzimes észterezés metil-propionát-maradékkal történik
és a magnézium-protoporfirin monometil-észterének képződését.
12. Ez utóbbit protochlorofillidre váltja fel egy sor reakcióban
a propionát metil származékának átalakítása.
13. Protoklorofillid átalakítása klorofillidre, amely a következőket tartalmazza:
a gyűrű két kettős kötésének egyik hidrogénezése a következőképpen valósul meg:
szabály, fény részvételével (a fotokémiai reakció során).
Csak néhány alsó és gimnáziumban ez a reakció folytatódhat
enzimatikusan a sötétben. A klorofillid nem szabad formává alakul
protochlorofillid, és a fehérjéhez kapcsolódik egyetlen komplexben - az ún
14. Az utolsó reakció a klorofillid és a fitol enzimatikus észterezése
ami klorofill képződést eredményez.
Mivel a klorofill szintézise többlépcsős, különbözőeket foglal magában
enzimeket, amelyek nyilvánvalóan polienzimkomplexet képeznek. érdekes módon
megjegyezzük, hogy ezeknek a fehérjeenzimek sokaságának kialakulását felgyorsítja
azzal a ténnyel, hogy a régi molekulák és formáció folyamatos megsemmisítési folyamata van
új klorofill molekulák. És ez a két folyamat kiegyensúlyozza egymást
Más. Feltételezzük, hogy az újonnan kialakult molekulák
A klorofill nem keveredik a régi és kissé eltérő tulajdonságokkal.
Különböző típusú klorofill.
A klorofillák különböző típusai általában jellegük szerint különböznek egymástól
szubsztituensek a szénatomok szénatomján a porfirinek pirrol gyűrűin. minden
kötések - a szénatomok elfoglalják a porfiringyűrűt és
ezért nem képes meghatározni az egyes klorofill fajok sajátosságait.
A baktériumok klorofilljeit bakterioklorofillnek nevezik. Négyet ismernek.
A legtöbb lila baktérium tartalmaz baktérium-klorofilt, amely
meghatározza a fotoszintézis képességét:
Ez a pigment egy porfirin, amelyben - szén
atomok a következő helyettesítőkkel rendelkeznek: 1-metil-, 2-acetil-, 3-
metil-, 4-etil-, 5-metil-, 6-szénatomos atom részt vesz a képződésben
telített ciklopentángyűrű, 7-propionsav-észter és
nagy molekuláris telítetlen fitol-alkohol, 8-metil. B és D gyűrűk
csak egy kettős kötés van. A ciklopentángyűrűn a 9-es helyzetben -
ketocsoport és a 10-karboxi-metil-csoport. Phytol lehet
az izoprén vagy diterpen származékaként kell tekinteni egy dupla
A baktériumklorofill és a zöld baktérium különbözik
bakterio-klorofill számos jellemzőt tartalmaz. Nem rendelkeznek ciklopentánnal
gyűrűt. A 10-es szénatomon lévő karboxi-metil-csoport hiányzik, és a 9 és 10 atomok
a vágás része. A fitolát helyett farnezil -
A második szénatomnál acetil helyett porfirin jelen van
hidroxi-etil-csoport. Néhány zöld baktériumnak több van
százalékos (10-ig) baktérium-klorofill.
Minden más fotoszintetikus organizmus, mint fő
zöld pigment klorofill a.
A baktérium-klorofill ból abban különbözik, hogy a 2. pozícióban van
vinilgyök, és a B gyűrűnek van egy másik kettős kötése (a
amely kevesebb 2 hidrogénatomot tartalmaz).
A klorofill a mellett minden nagyobb növény és a legtöbb alga
kivéve kék-zöld és piros) tartalmaznak klorofill. Ez különbözik
klorofil-a-csoportot, azzal a feltétellel, hogy metil-helyett 3-as szénatom van
formilcsoport CHO.
Barna és krizofusztikus algák, valamint dinoflagellát található
klorofill c, amely nem tartalmaz fitolmaradékot.
A vörös algáknak klorofillja van, amely eltér a klorofill-ból
ebben a helyzetben a 2 szénatomon lévő vinilcsoport helyett formil van
A klorofill különböző típusainak felismerése a következőkkel történik:
spektrális jellemzők. Általában a megoldások abszorpciós spektruma
pigmentek, ritkán - a lumineszcens spektrum.
klorofill a klorofill b
Az Orosz Föderáció Felsőoktatási és Szakmai Oktatási Minisztériuma
Tver Állami Műszaki Egyetem
Informatikai és Alkalmazott Matematika Tanszék
"Klorofill: tulajdonságai és bioszintézise"
Befejezett: BT-111 diákcsoport
Ellenőrzött: Semenov A.V.
Elfogadva: Semenov A.V.