Хлорофіл
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Хлорофіл

Хлорофіл (від греч.(грецький) chlorós — зелений і phýllon — аркуш), зелений пігмент рослин, за допомогою якого вони уловлюють енергію сонячного світла і здійснюють фотосинтез . Локалізований в особливих клітинних структурах — хлоропластах або хроматофорах і пов'язаний з білками і ліпідами мембран. Основу структури молекули Х, складає магнієвий комплекс порфірінового циклу; у IV піррольном кільці до залишку пропіонової кислоти приєднаний високомолекулярний спирт фітол, який додає Х. здатність вбудовуватися в ліпідний шар мембран хлоропластів.

загрузка...

  Вищі рослини і зелені водорості містять Х. а і в , бурі і діатомові водорості — а і з , червоні водорості — Х. а і d. У фотосинтезуючих бактеріях присутні близькі аналоги Х. — бактеріохлорофілли . По своїй будові Х. близький до ін. природним комплексам порфірінов (із залізом) — дихальним пігментам — цитохромам, фарбувальній речовині крові — гему, а також простетічеським групам деяких ферментів — пероксидази, каталази.

  Назва «Х.» було дано французькими хіміками П. Пельтье і Ж. Каванту зеленому спиртному розчину суміші рослинних пігментів в 1817. Вперше Х. а і в розділив на початку 20 ст русявий.(російський) вчений М. С. Колір за допомогою розробленого їм хроматографічного методу. Хімічну структуру Х. з'ясували німецькі учені Р. Вільштеттер, А. Штоль (1913), Х. Фішер (1930—40). Повний синтез Х. здійснив американський хімік Р. Вудворд . Роль Х. у фотосинтезі доведена класичними роботами До. А. Тімірязева . Дороги біосинтезу Х. з'ясовані в працях американських учених Д. Шеміна, С. Граника і др.; великий вклад у вивчення Х. внесли радянські учені Т. Н. Годнев і А. А. Капелюх.

  Основна дорога біосинтезу Х. визначається конденсацією двох молекул d-амінольовулінової кислоти з утворенням порфобіліногена — похідного піролу, який в результаті ряду ферментативних перетворень дає з'єднання, порфіріновоє ядро, що містить, — протопорфірін IX. З протопорфіріна утворюється безпосередній попередник Х. — протохлорофіллід, що вже містить атом магнію. Шляхом подальших реакцій відновлення і приєднання фітолу з цього попередника утворюється Х. Стадія відновлення протохлорофілліда здійснюється у вищих рослин на світлу, в нижчих рослин — в темноті.

  В хлоропластах і хроматофорах велика частина Х. (вміст його зазвичай складає 0,5—1,5% на суху масу) знаходиться у вигляді светособірающей «антени» і менша частина — в реакційних центрах, що безпосередньо беруть участь в роботі ланцюга фотосинтетичного перенесення електрона. Поглинаючи квант світла, молекула Х. переходить в збуджений стан (тривалість життя синглетного збудженого стану біля 10 -9 сік ) , яке може переходити в довгоживучий триплетний збуджений стан з тривалістю життя до 10 -3 сек. Збуджені світлом молекули Х. здатні переносити електрон від молекули-донора до молекули-акцептора. Механізм цих реакцій в модельних системах з'ясований в роботах радянських учених А. А. Красновського, В. Б. Евстігнєєва і ін. Здатність збудженого Х. до перенесення електрона забезпечує функціонування реакційних центрів фотосистем ланцюга фотосинтетичного перенесення електрона. Вживання спектральної техніки і низьких температур показало, що в первинному фотоакті бактеріохлорофіл, а можливо, і Х. активного центру віддають свій електрон молекулі-акцептору (убіхинон, ферредоксин). Цей первинний фотопроцес зв'язаний з ланцюгом ензіматічеських реакцій, ведучих до утворення відновлених пірідіннуклеотідов і аденозинтрифосфату, що забезпечують роботу вуглецевого циклу. Т. о., світло, поглинене Х., перетвориться в потенційну хімічну енергію органічних продуктів фотосинтезу і молекулярного кисню. Світло, що поглинається Х., викликає в клітках також ін. фотобіологічні явища: індукує генерацію електричного потенціалу на мембранах хлоропластів, впливає на рух одноклітинних організмів (фототаксис) і т.д.

  Дослідженню властивостей Х. на різних рівнях молекулярної організації приділяється велика увага, т.к. еті властивості тісно пов'язані з фундаментальним явищем перетворення енергії світла в хімічну енергію при фотосинтезі.

  Літ.: Тімірязев До. А., Сонце, життя і хлорофіл, Ізбр. соч.(вигадування), т. 1, М., 1948; Годнев Т. Н., Будова хлорофілу і методи його кількісного визначення, Мінськ, 1952; Хлорофіл. Сб. ст., Мінськ, 1974; Красновський А. А., Перетворення енергії світла при фотосинтезі. Молекулярні механізми, М., 1974 (Бахівські читання, 29); Vernon L. P., Seel в G. R., The chlorophylls, N. Y.— L., 1966.

  А. А. Красновський.