Хлорофіл: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
мНемає опису редагування Мітка: редагування коду 2017 |
Немає опису редагування |
||
Рядок 1:
'''Хлорофіл''' — [[зелений колір|зелений]] [[Біологічний пігмент|пігмент]], наявний у [[клітина]]х [[рослини|рослин]], деяких [[водорості|водоростей]] і [[ціанобактерії|ціанобактерій]], що надає їм відповідного кольору. Назва походить від {{lang-el|chloros}} — «зелений» і ''phyllon'' — «листок». Зареєстрований як барвник під номером E140.
<br />
== Історія ==
Вперше з листя виділили зелену речовину й назвали її хлорофілом французькі хеміки-фармацевти Ж.Пельт'є та Ж.Каванту у 1817 році. Це відкритят було зроблено випадково у процесі пошуку лікарських засобів у різних рослинах. У кристалічному вигляді хлорофіл впершу був отриманий російським фізіологом й ботаніком І.П.Бородіним у 1882 році. Польські біохеміки Марцелл Ненцький й Леон Мархлевський у 1887 році показали, що основу молекули хлорофілу складає порфінове кільце. Елементний склад хлорофілу '''а -''' <math>\mathrm{C_{55}H_{72}N_{4}O_{5}Mg}</math> та '''b - <math>\mathrm{C_{55}H_{70}N_{4}O_{6}Mg}</math>''' був визначений у 1914 році німецьким хеміком Ріхардом Вільштеттером. Він не лише виділив хлорофіл а й хлорофіл b й встановив їх хемічний склад, але також доказав, що у всіх рослин, незалежно від умов їх знаходження, хлорофіл є однаковим. За ці дослідження Р.Вільштеттер у 1915 році був нагороджений Нобелівською премією по хемії.
У 1960 році хеміки-органіки Р.Б.Вудворд й М.Штрель завершили повний синтез молекули хлорофілу й підтвердили правильність структурної формули, встановленої Г.Фішером.
== Хімічна структура ==
Молекула хлорофілу складається з порфінової "головки" й фітольного "хвоста". При цьому порфінова частина молекули знаходиться на поверхні мембрани тилакоїду й пов'язана із білками, а жиророзчинний фітольний ланцюг занурений у ліпідний шар. Хлорофіл представляє собою складний етер дикарбонової кислоти хлорофіліну, у якої одна карбоксильна група етерифікована залишком метилового спирту, а другом - залишком спирту фітолу. За розриву складноетерного зв'язку й відщепленні фітолу утворюється сполука, яка називається хлорофілідом.
<br />
{| class="wikitable"
|
Рядок 78 ⟶ 88:
| [[Файл:chlorophyll_structure.png|thumb|left|200px|Загальна структура хлорофілу ''a'', ''b'' і ''d'']]
|| [[Файл:Chlorophyll c1 c2.svg|thumb|left|200px|Загальна структура хлорофілу ''c1'' і ''c2'']]
|}<br />
== Основні властивості ==
[[Файл:Chlorophyll d structure.svg|міні|Структура хлорофілу d]]
Основу молекули хлорофілу складає кільце з 4 піролів, пов'язаних йоном магнію. У хлорофілів '''a, b, d''' є довгий фітольний ланцюг, який є відсутнім у хлорофілів '''с'''. Пластиди водоростей з різних відділів відрізняються за складом хлорофілів. Наприклад, глаукоцистофітові, червоні й евстігматофіцієві (Eustigmatophyceae) водорості містять лише хлорофіл '''а''', зелені, евгленові й хлорорахніофітові містять хлорофіли '''а''' та '''b'''. Інші відділи еукаріотних водоростей містять хлорофіли '''а''' й '''c'''. В усіх фотосинтезуючих прокаріотичних водоростей присутній хлорофіл '''а''', хлорофіли '''b, c''' зустрічаються у прохлорофтів, хлорофіл '''d''' виявлений лише у ''[[Acaryochloris marina]]''.
[[Файл:Ggwegweggw.tif|міні|Структура хлорофілів]]
[[Файл:Chlorophyll ab spectra-en.svg|міні|Поглинання світла хлорофілами '''a,b''' в залежності від довжини хвилі]]
Розрізняють головні хлорофіли, які разом із бета-каротином входять до складу реакційних центрів, і допоміжні, які входять у світлопоглинаючі антени. Головним хлорофілом у всіх фотосинтезуючих водоростей є хлорофіл '''а'''. Винятком є ''Acaryochloris marina'', у якого до складу реакційного центру входить хлорофіл '''d'''. До складу антенних систем входять хлорофіли '''b''' та '''с'''. Хлорофіл бере участь у передачі енергії від каротиноїдів до хлорофілу '''а''' у антенних комплексах<ref>{{Cite book|title=Белякова Г.А. и др. - Ботаника в 4 т. Т.1. Водоросли и грибы, 2006.|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>.
Хлорофіли, як й [[фікобіліни]], відносяться до тетрапіролів, які, на відміну від фікобілінів, замкнені у кільце (фікобіліни ж розташовані лінійно).
<br />
Хлорофіл забезпечує перетворення енергії світла на енергію хемічних зв'язків. Хлорофіли мають два максимуми поглинання світла - у синій (430-460 нм) й червоній (650-700 нм) областях спектру.
Синьо-фіолетовий максимум поглинання хлорофілів забезпечується резонансною структурою порфінового кільця. Поглинання світла у червоній області спектру пов'язане із наявністю магнію й гідруванням подвійного зв'язку у положення С7-С8 D-пірольного ядра. Тому у [[Феофітін|феофітіну]] (через втрату атому Mg) червоний максимум виражений слабкіше. Положення максимумів поглинання світла хлорофілом залежить від природи розчинника, взаємодії молекул пігментів одна з одною, з біпідами та білками. Хлорофіли асоційовані із гідрофобними білками й вбудовані у ліпідну фазу мембрани тилакоїду.
Хлорофіл є сенсибілізатором - легко збуджується при поглинанні світла й має здатність передавати енергію (є донором енергії) іншим молекулам (акцепторам енергії). Збуджена світлом молекула хлорофілу набуває здатності брати участь у окисно-відновних процесах, тобто віддавати й приймати електрони.
У анаеробних умовах хлорофіл, розчинений у піридині, під дією світла відновлюється аскорбіновою кислотою або іншими донорами електронів. Після вимкнення світла реакція йде у зворотному напрямку:
<math>\text{хлорофіл}+\text{аскорбінова кислота}\longleftrightarrow\underset{\text{відн.форма}}{\text{хлорофіл}}+\text{дегідроаскорбінова кислота}</math>
У свою чергу "фотовідновлений" хлорофіл може відновлювати такі акцептори, як НАД+, хінони, Fe3+ тощо:
<math>\text{донор електронів}\overset{e^{-}}{\longleftrightarrow}\text{хлорофіл}\overset{e^{-},\text{світло}}{\longleftrightarrow}\text{акцептор електронів}</math>
Ці реакції отримали назву реакцій Красновського. <ref>{{Cite book|title=Медведев Сергей Семенович - Физиология растений.|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>
При обробці рослин бензиламінопурином підвищується вміст [[Зеатин|зеатину]] й [[Ауксини|іуксинів]] й понижується рівень [[Абсцизова кислота|абсцизової кислоти]]. Відношення зеатин / абсцизова кислота зростає. На цьому фоні спостерігається збільшення вмісту у листях пігментів (хлорофілу, каротиноїдів), розчинних вуглеводів. Це узгоджується із даними про впилв цитокінінів на біосинтез хлорофілу через посилене утворення попередника цього пігмента - протохлорофіліду<ref>{{Cite book|title=Климачев Д. А., Старикова В. Т. - ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГОРМОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСТЕНИЙ И УСЛОВИЙ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ.|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=}}</ref>.
▲== Хлорофіл і [[фотосинтез]] ==
<br />
== Застосування у виробництві харчових продуктів ==
Барвник зареєстрований під номером E140 і дозволений для застосування у виробництві харчових продуктів за технологічною необхідністю.
| |||