Proteinele sunt substanțe organice cu conținut ridicat de azot,
moleculele acestora sunt construite din reziduuri de aminoacizi. Proteinele sunt de până la
jumătate și mai multă greutate uscată a unei celule vii.
Compoziția proteinelor prin elemente chimice: C, O, H, N, uneori S. În proteine
există, de asemenea, elemente de Fe, Cu, Zn etc. Dar nu elemente chimice
Ele sunt "litere ale alfabetului", din care toate diversitatea
"Cuvinte" - molecule de proteine. Astfel de elemente structurale de proteine sunt natura
a ales compuși simpli - aminoacizi.
Toate proteinele constau în principal din 20 de aminoacizi.
Prin compoziție, proteinele sunt împărțite în simple și complexe. Sunt simple numai
din resturile de aminoacizi. Proteinele complexe diferă de proteinele simple
grup protetic. O proteină complexă care a pierdut un grup protetic,
numit anoprotein. Proteinele complexe sunt împărțite în clase în funcție de
compoziția și structura grupului protetic
numele proteinelor complexe este protetic
Proteinele se referă la compuși cu înaltă moleculară,
există sute și chiar mii de resturi de aminoacizi unite în
structura macromoleculară. Masa moleculară a proteinelor variază de la 6000
până la 1.000.000 daltoni și mai mult, în funcție de numărul de persoane
Catenele lanțurilor polipeptidice în structura unei singure structuri moleculare a proteinei. astfel de
polipeptidele sunt numite subunități. Greutatea lor moleculară
variază într-o gamă largă: de la 6000 la 100000 și mai mult dalton.
Clorofila aparține clasei de proteine. Clorofila este a
"Una dintre cele mai interesante substanțe de pe suprafața pământului" (Charles Darwin), deoarece
datorită lui este posibilă sinteza substanțelor organice din anorganic C.
Cel mai important rol în procesul de fotosinteză îl are pigmentul verde -
clorofilă. Oamenii de știință francezi Pelletier și Caventu (1818) izolați din frunze
materia verde și a numit-o clorofilă (din grecul "chloros" - verde și
"Phyllon" este o frunză). În prezent sunt cunoscute circa 10 clorofile. ei
diferă în structura chimică, culoarea, distribuția printre cei vii
organisme. Toate plantele mai mari conțin clorofila a și b. Clorofila cu
este conținut în alge de diatom, clorofilă d - în alge roșii.
În plus, în celule se găsesc patru bacteriochlorofile
bacterii fotosintetice. În celulele de bacterii verzi conțin
bacteriochlorofilele c și d. În celulele bacteriilor purpurii - bacteriochlorofile
a și b. Principalii pigmenți, fără care nu se face fotosinteza, sunt
Clorofila a pentru plantele verzi și bacterioclorofila pentru bacterii.
La prima reprezentare precisă și pigmenții frunzei verzi au fost obținute
datorită lucrărilor celui mai mare botanist rus MS Tsveta. El a evocat
pigmenți ai frunzei în formă pură și au elaborat o nouă metodă cromatografică
separarea substanțelor. Această metodă a devenit mai târziu utilizată pe scară largă
în biochimie și în cercetare pur chimică.
Clorofilele a și b diferă în funcție de culoare. Clorofila a are un verde-albastru
aproximativ de trei ori mai mult decât clorofila b.
Condiții de formare a clorofilei.
Formarea clorofilei se realizează în două faze: prima fază -
Întuneric, în timpul căruia precursorul clorofilului -
protoclorofil, iar a doua - lumina, la care de la protoclorofil la
lumina este formata din clorofila. Formarea de clorofil necesită prezența
fier. Cu o lipsă de fier, se obțin plante care se caracterizează prin
palmele palide și o culoare verde slabă a frunzelor. Formarea clorofilei
depinde de temperatură. Temperatură optimă pentru acumularea de clorofilă
26-30 C. Asa cum te-ai fi asteptat, numai educatia depinde de temperatura
protoclorofil (faza intunecata). În prezența celor deja formați
protoclorofilele, procesul de ecologizare (faza ușoară) merge cu același lucru
viteza indiferent de temperatura. Rata de formare a clorofilei
afectează conținutul de apă. Deshidratare puternică a răsadurilor
duce la o încetare completă a formării clorofilei. în special
sensibile la formarea de deshidratare a protoclorofilului.
Chiar și VI Palladin a atras atenția asupra nevoii de carbohidrați pentru
fluxul procesului de ecologizare. Este legată de aceasta de verdeață
lăstarii în lumină depind de vârsta lor. După vârsta de 7-9 zile
capacitatea de a forma clorofila în astfel de muguri scade drastic. la
Pulverizarea cu germeni de zaharoză începe din nou să se intensifice intensiv.
Cele mai importante pentru formarea de clorofil au conditiile
nutriție minerală. Mai întâi de toate, aveți nevoie de suficient
fier. Cu o lipsă de fier, chiar frunzele plantelor adulte își pierd culoarea.
Acest fenomen se numește cloroză. Fierul este un catalizator necesar pentru educație
clorofilă. Este necesar în stadiul de sinteză a acidului a-aminoolevulinic din
glicerina și succinil-CoA, precum și sinteza protoporfirinei. O mare valoare
Pentru a asigura sinteza clorofilei are o sursă normală de plante
azot și magneziu, deoarece ambele elemente fac parte din clorofil. la
Lipsa clorofilului de cupru este ușor distrusă. Acest lucru se pare că este legat
Faptul că cuprul promovează formarea de complexe stabile între
clorofila și proteinele corespunzătoare.
Studii asupra procesului de acumulare a clorofilei în plante în timpul
este programată până la începutul înfloririi. Există chiar și o opinie că creșterea educației
Clorofila poate fi utilizată ca un indicator care indică disponibilitatea
plantele pentru a inflori. Sinteza clorofilei depinde de activitatea rădăcinii
din proprietățile sistemului radicular al stocului. Este posibil ca influența sistemului rădăcină
se datorează faptului că se formează aici hormoni (citokinine). În dioecious
Proprietăți chimice ale clorofilei.
Prin compoziția chimică, clorofila este un ester dicarboxilic
acid clorofinil. Clorofinilul este un conținut de azot
un compus organometalic legat de porfirine de magneziu. În centru
molecula de clorofil este un atom de magneziu, care este legat de patru
azot de grupări pirol. În grupurile de pirol ale clorofilei
există un sistem de legături duble și simple alternante. Aceasta este
Grupul de clorofil, care determină colorarea acestuia.
Prezența magneziului este ușor de detectat. Este necesar doar să acționăm
extract de alcool de clorofil cu o soluție slabă de acid clorhidric sau unele
Un alt acid pentru a determina magneziu. Acest lucru se va schimba
colorarea - hota are o nuanță galben-brună. Clorofila fără magneziu
a primit numele de fheofitină:
În molecula de feofitină este relativ ușor să introduci înapoi unele
metal și să restabilească legătura organometalică. Pentru aceasta, la soluția
fenotipină se adaugă acid acetic cupru sau acid acetic zinc și se încălzește.
Zincul sau cuprul intră în molecula de clorofilă, iar extractul devine din nou
Formula chimică a fost creată în 1913 de biochimiști germani
R. Wilstetter și A. Stoll. Au reușit să o instaleze secvențial
despicând unele dintre părțile sale din molecula de clorofil prin acțiunea acizilor și
alcali și mai târziu și prin încălzirea sub presiune. Înainte de aceste studii,
fiziologia plantelor sa crezut că clorofila conține fier și nu magneziu.
De asemenea, au demonstrat concludent prezența a două clorofile - a și b.
Același lucru a făcut formarea clorofilei cristaline.
Willstatter și Stoll au arătat că enzima prezentă în frunze verzi
Clorofilaza scindează alcoolul fitol și în locul său devine reziduul
etil sau alcool metilic. Astfel de compuși sunt numiți
de clorofilă. Dacă fitolul este înlocuit cu un reziduu de alcool etilic, atunci
compusul rezultat se numește clorofilid de etil.
Proprietăți optice ale clorofilei.
Clorofila absorb energie solară și o direcționează către substanțe chimice
reacții care nu pot avea loc fără energia primită din exterior. Soluția
Clorofila în lumina transmisă are o culoare verde, dar cu o grosime în creștere
strat sau concentrație de clorofil devine roșu.
Clorofila absorb lumina nu în întregime, ci selectiv. Când a trecut de la
șapte culori vizibile, care trec treptat unul în celălalt. la
transmiterea luminii albe prin intermediul unei prisme și a unei soluții de clorofil asupra rezultatului
spectrul, absorbția cea mai intensă va fi în roșu și albastru-violet
raze. Razele verzi sunt absorbite puțin, deci într-un strat subțire de clorofilă
în culoarea verde deschis transmisă. Cu toate acestea, cu concentrare crescândă
zonele de absorbție a clorofilelor se extind (o mare parte din razele verzi
absorbit) și fără absorbție trece doar o parte din roșul extrem.
Spectrele de absorbție ale clorofilei a și b sunt foarte apropiate.
În clorofila lumină reflectată, se pare că roșu de cireș, deoarece aceasta
emite lumina absorbită cu o schimbare a lungimii de undă. Această proprietate
clorofila este numită fluorescență.
Materiile prime pentru sinteza substraturilor de clorofil sunt foarte simple
compuși organici - acetat și glicină. Procesul de sinteză a clorofilei
este împărțită în trei etape.
Prima etapă constă în următoarele reacții:
1. Formarea acetilcoenzimei A, în care acetat,
coenzima A și ATP. Reacția este catalizată de o sintetază de acil-coenzima A.
2. Formarea succinilcoenzimei A din două molecule de acetilcoenzimă A.
O altă modalitate este la fel de probabilă: implicarea acetatului în ciclu
Krebs și formarea în el succinat și apoi succinilcoenzimă A.
Unii cercetători consideră că substratul inițial pentru biosinteza clorofilei
și anume succinilcoenzima A, fără a lua în considerare reacția formării sale (ca
nu specifice, efectuate în legătură cu alte metode metabolice
3. Formarea acidului -amino-ceto-adipic din
succinilcoenzimă A și glicină, catalizată în același mod ca mai jos
reacție, enzima sintetază-acid aminolevulinic:
4. Din acidul-amino-ceto-adipic prin decarboxilare
se formează acidul aminolevulinic:
5. Sinteza a două molecule - pirolenină din acidul aminolevulinic
inel și apoi izomerizându-l în inelul de pirol pentru a forma
porphobilinogen. Reacția este catalizată de enzima dehidrază -
A doua etapă implică reacții de fuziune din patru inele de pirol ale uneia
6. Din cele patru molecule ale porphobilinogema sub influența enzimei porphobilinogen-
un lanț de tetrapiran este sintetizat.
6. Mecanismul reacției de închidere a lanțului deschis de tetrapyran în
7. Ca rezultat al decarboxilării tuturor celor patru reziduuri de acetat de la
uroporfirinogena III a produs coproporfirinogenul III, enzima -
8. Decarboxilarea și dehidrogenarea a două din cele patru
propionat, ceea ce conduce la apariția radicalilor vinilici în
inele și formarea protoporfirinogenului IX, enzima -
9. Ca urmare a dehidrogenării protoporfirinogenului IX,
A treia etapă se caracterizează prin formarea și transformarea porfirinelor de magneziu.
11. Protoporfirina, interacționând cu magneziul, se transformă în a
11. Următorul este urmat de esterificarea enzimatică cu rest de propionat de metil
și formarea esterului monometilic al protoporfirinei de magneziu.
12. Acesta din urmă se transformă în protoclorofilid într-o serie de reacții care implică
conversia derivatului metil al propionatului.
13. Conversia protoclorofylidei la clorofilidă, constând în
hidrogenarea uneia dintre cele două legături duble ale ciclului este realizată ca
, cu participarea luminii (în timpul reacției fotochimice).
Numai în unele inferioare și în gimnosperme această reacție poate continua
enzimatic în întuneric. Clorofilida este transformată într-o formă non-liberă
protoclorofilidă și asociată cu proteina într-un singur complex - așa-numitul
14. Ultima reacție este esterificarea enzimatică a clorofilidei cu fitol, în
ducând la formarea de clorofilă a.
Deoarece sinteza clorofilei este în mai multe etape, aceasta implică diverse
enzime, care, aparent, constituie un complex de policenzime. Interesant
rețineți că formarea multora dintre aceste enzime de proteine este accelerată
cu faptul că există un proces continuu de distrugere a moleculelor vechi și de formare
noi molecule de clorofil. Iar aceste două procese se echilibrează reciproc
altele. Se presupune că moleculele nou formate
Clorofila nu se amestecă cu vechiul și are proprietăți ușor diferite.
Diferite tipuri de clorofilă.
Diferitele tipuri de clorofil diferă, de regulă, de natură
substituenți la atomii de carbon în inelele de pirol ale porfirinelor. toate
legăturile - atomii de carbon sunt ocupați în formarea inelului porfirinic și
prin urmare, ele nu pot determina specificitatea speciilor clorofile individuale.
Clorofilele de bacterii se numesc bacteriochlorofile. Știu patru.
Cele mai multe bacterii purpurii conțin bacterioclorofilă a, care
determină capacitatea lor de fotosinteză:
Acest pigment este un porfirin, în care - carbon
atomii au următorii substituenți în pozițiile: 1-metil, 2-acetil, 3-
metil, 4-etil, 5-metil, 6-le atom de carbon participă la formare
ciclul ciclopentan saturat, esterul acidului 7-propionic și esterul acidului 7-propionic
alcool de fitol nesaturat cu moleculă înaltă, 8-metil. Inelele B și D
au doar o singură legătură dublă. În inelul ciclopentan din poziția 9 -
ceto și în radicalul 10-carboximetil. Fitolul poate
să fie considerat derivat de izopren sau diterpen cu un dublu
Bacteriochlorofilele cu bacterii d și verzi diferă de la
bacterioclorophyll o serie de caracteristici. Nu au un ciclopentan
inel. Radicalul carboximetil la atomul 10 este absent și atomii 9 și 10
fac parte din reducere. În loc de phytolate, ele conțin farnesil -
La al doilea atom de carbon, porfirinul este prezent în locul acetilului
hidroxietil. Unele bacterii verzi au mai multe
(până la 10) de bacterioclorofilă a.
Toate celelalte organisme fotosintetice conțin, ca principal
clorofila de pigment verde a.
De la bacteriochlorofilul a diferă prin faptul că în poziția 2 are
vinil, și inelul B are o altă dublă legătură (datorită
care conține 2 atomi de hidrogen mai puțin).
În plus față de clorofila a, toate plantele mai mari și cele mai multe alge
cu excepția albastru-verde și roșu) conțin clorofilă. Diferă de
clorofilă a prin faptul că, cu un atom de carbon de 3 în loc de un atom de metil, există
formil grupare CHO.
În algele maro și crizofit, precum și dinoflagelatul găsit
clorofila c, care nu are un reziduu de fitol.
Algele roșii au clorofilă, care diferă de clorofila a
prin aceea că în locul unei grupări vinii la atomul de carbon 2 există un formil
Recunoașterea diferitelor tipuri de clorofil este efectuată cu ajutorul
caracteristici spectrale. De obicei, spectrul de absorbție al soluțiilor
pigmenții, rareori - spectrul luminiscenței.
clorofilă și clorofilă b
Ministerul Învățământului Superior și Profesional al Federației Ruse
Universitatea Tehnică din Tver
Departamentul de Informatică și Matematică Aplicată
"Clorofila: proprietățile și biosinteza"
Finalizat: un grup de studenți BT-111
Verificat: Semenov A.V.
Adoptat: Semenov A.V.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: