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.

Kapcsolódó cikkek