Биологический энциклопедический словарь
ХЛОРОФИЛЛЫ
(от греч. chloros — зелёный и...филл), зелёные пигменты растений, с помощью к-рых они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу молекулы X. составляет Mg-порфириновый комплекс. Кроме того, имеются разл. заместители, напр. фитол, придающий молекуле X. способность встраиваться в липидный слой биол. мембран. В клетке молекулы X. сосредоточены в хлоропластах и хроматофорах; как и гемоглобины, X. физиологически активны только в связанной с белком форме. Существует неск. типов X. (X. а, b, с, d), отличающихся системой сопряжённых связей и заместителями (а следовательно, и спектрами поглощения). Высшие растения и водоросли содержат в качестве осн. пигмента X. а, в качестве сопровождающих (дополнительных) — X. b (высшие растения, зелёные водоросли), X. с (бурые и диатомовые водоросли), X. d (красные водоросли). Большая часть молекул X. поглощает энергию света (что сопровождается возбуждением молекул X., т. е. запасанием энергии внутри молекул) и передаёт её реакц. центрам фотосинтеза (миграция энергии), меньшая же часть включена в состав реакц. центров фотосинтеза и непосредственно участвует в фотохимич. реакциях. За счёт энергии поглощённого кванта X. реакц. центра осуществляет межмолекулярный перенос электрона — т. н. элементарный окислит.-восстановит, акт. В результате первичных процессов фотосинтеза образуются восстановленные продукты (НАД- Н, НАДФН), а также АТФ. Энергия, запасённая в этих соединениях, используется затем для биохимич. превращений углерода, входящих в цикл Калвина. Т. о., свет, поглощённый X., преобразуется в потенциальную химич. энергию органич. продуктов фотосинтеза. У фототрофных бактерий в фотосинтезе участвуют аналоги X.— бактерио-хлорофиллы. (см. ФОТОСИНТЕЗ).
Хлорофилл а.
.хлорофи́ллызелёные пигменты растений. По химической природе – сложные полициклические соединения, в молекулу которых входит атом магния. Содержатся в хлоропластах, а у водорослей и некоторых фотосинтезирующих бактерий – в хроматофорах. Связаны с белками и липидами биологических мембран. С помощью хлорофиллов растения улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, в процессе которого энергия поглощаемого света превращается в энергию химических связей молекул органических веществ. Количество хлорофиллов в листьях зависит от вида растений и условий произрастания.
.Химическая энциклопедия
(от греч. chloros - зеленый и phyllon -лист), прир. макрогетероциклич. пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза; относятся к металлопорфиринам (см. Порфирины).
Зеленая окраска растений обусловлена присутствием X., локализованных во внутриклеточных органеллах (хлоропластах или хроматофорах) в виде пептидных комплексов.
Формально X. представляют собой производные порфина, молекулы к-рых содержат циклопентаноновое кольцо, конденсированное с порфириновым макроциклом, центральный атом Mg и разл. заместители; одно или два пиррольных цикла в молекулах частично гидрированы, см., напр., ф-лу I. В пиррольном кольце D молекул X. к остатку пропионовой к-ты обычно присоединены остатки высокомол. изопреноидных спиртов, к-рые придают X. способность встраиваться в липидные слои мембран хлоропластов. Для X., как и для порфиринов, используется номенклатура ИЮПАК или Фишера.
Хлорофилл a:R1 = СН Ч СН 2, R2 = СН 3, R3 = С 2 Н 5, R4 = CH2CH2C(0)Y
Хлорофилл b:R1 = СН = СН 2, R2 = СНО, R3 = C2H5, R4 = CH2CH2C(O)Y
Хлорофилл d:R1 = СНО, R2 = СН 3, R3 = С 2 Н 5, R4 = CH2CH2C(O)Y
Из высших растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий выделено и структурно охарактеризовано св. 50 разл. X. Осн. пигменты высших растений и зеленых водорослей - X. а и b. Основа этих X.- дигидропорфириновый (хлориновый) цикл, содержащий в качестве эфирных групп (Y) остаток спирта фитола (СН 3)2 СН(СН 2)3 СН(СН 3 )(СН 2)3 СН(СНз)(СН 2)3 С(СНз) = = СНСН 2 ОН.
При общем содержании X. 0,7-1,1 г на 1 кг зеленой массы растений соотношение X. аи bобычно составляет 3:1 (в зависимости от освещенности, наличия удобрения и др. факторов может колебаться от 2:1 до 3,4:1, что используется для контроля за развитием растений). X. аи bвыделяют гл. обр. из листьев крапивы и шпината (разделяют эти X. хроматографически), X. а - также из синезеленых микроводорослей, не содержащих X. b.
Близок по структуре к X. а его (S)-эпимер по атому С-132 -прир. пигмент X. а', также участвующий в фотосинтезе. Замена этильной группы в положении 8 в X. а и b на винильную приводит к 8-винилхлорофиллам а и b, обнаруженным в листьях огуречной рассады; участие этих X. в фотосинтезе пока не доказано.
Из бурых и диатомовых водорослей выделены X. а и с, из красных морских водорослей - X. а и d.
X. группы с(c1, с 2 и c3, ф-ла II) в отличие от др. X. содержат негидрированный порфириновый макроцикл и остаток неэтерифицированной акриловой к-ты. Находясь в морских водорослях в виде белковых комплексов, X. этой группы выполняют в фотосинтезе роль светособирающих антенн.
В большинстве фотосинтезирующих бактерий обнаружены бактериохлорофиллы (БХ), отличающиеся от X. атипом макроцикла и замещающими группами в цикле. Они имеют несколько модификаций: так, из пурпурных бактерий выделены БХ аи b, из зеленых бактерий - БХ а, с, dи е, из серных бактерий - БХ с, d и е; обнаружены также фотосинтезирующие бактерии, содержащие БХ g.
Хлорофилл c1: Rl = CH3, R2 = C2H5 Хлорофилл с 2: R1= CH3, R2 = CH = CH2 Хлорофилл с 3: R1 = СООСН 3, R2=CH=CH2
В основе БХ a, b и g (т. наз. собственно БХ; ф-ла III) лежит тетрагидропорфириновый макроцикл, содержащий в качестве эфирных групп (Y) остатки фитола, геранилгераниола (СН 3)2 С = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СНСН 2 ОН и 2,10-фитадиенола (СНO2 СН(СН 2)3 С(СН 3) = СН(СН 2)2 СН(СН 3 )(СН 2)3 С(СН 3) = СНСН 2 ОН - для БХ аи b; БХ gсодержит остатки фарнезола
(СН 3)2 С = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СНСН 2 ОН и геранилгераниола. При выделении из ацетона или метанола (особенно в присут. оснований) БХ аи bэпимеризуются по атому С-132 с образованием эпимеров БХ а' и b'.
Бактериохлорофилл a: R1 = СОСН 3, R2 = СН 3, R3 = С 2 Н 5, R4 = CH2CH2C(0)Y, R5 = Н
Бактериохлорофилл b:R1 = СОСН 3, R2 = СН 3, R3 + R5= (=СНСН 3), R4 = CH2CH2C(O)Y
Бактериохлорофилл g:R1 = СН = СН 2, R2 = CH3, R3+ R5 = (= CHCH3), R4 = CH2CH2C(O)Y
Для БХ с, dи е(ф-ла IV), первоначально называемых хлоробиум-хлорофиллами, характерно наличие дигидропорфиринового макроцикла, a-гидроксиэтильной группы в положении 3 и разл. алкильных (от С 1 до С 5) заместителей в положении 8; эфирные группы (Y) - остатки 2,6-фитадиенола (СН 3)2 СН(СН 2)3 СН(СН 3 )(СН 2)3 С(СН 3) = СН(СН 2)2 С(СН 3) = СНСН 2 ОН и 2,16,20-фитатриенола (CH3)2C = СН(СН 2)2 С(CH3) = СН(СН 2)2 СН(СH3 )(СН 2)3 -С(СН 3) = СНСН 2 ОН.
X.- высокоплавкие интенсивно окрашенные кристаллы от зеленого до темно-красного и черного цветов; т. пл. X. а 117-121