Chlorofyl

Technology

12 hours ago

Author

Chlorofyl je světlem absorbující pigment, který se nachází v rostlinách, řasách a některých bakteriích. Je zodpovědný za zelenou barvu rostlin a slouží jako klíčový prvek fotosyntézy. Samotný chlorofyl se skládá z několika podtypů, přičemž nejrozšířenější jsou chlorofyl a a chlorofyl b. Tyto pigmenty absorbují energii z viditelného světla a přeměňují ji na chemickou energii, která je pak použita k syntéze organických látek. Chlorofyl také hraje důležitou roli při přeměně oxidu uhličitého na kyslík během fotosyntézy. Navíc se ukazuje, že chlorofyl má i řadu zdravotních výhod pro člověka, jako jsou antioxidační a protizánětlivé účinky.

Absorpční spektrum chlorofylu a b Chlorofyl je zelený pigment obsažený v zelených rostlinách, sinicích a některých řasách.

Chlorofyl v průběhu fotosyntézy absorbuje energii světelného záření a používá ji k syntéze sacharidů z oxidu uhličitého a vody. Působení chlorofylu představuje první krok fotosyntézy, kdy působí jako transformátory světelných kvant na biologicky zpracovatelnou formu tím, že je schopný ji převést na makroergní chemickou vazbu. +more Tím je uvedená reakce zdrojem energie pro všechny další biochemické a biologické reakce na této planetě.

Chlorofyl patří k fotosyntetickým pigmentům spolu s fykobiliny a karotenoidy, které však mají jinou barvu a absorbují energii z odlišné části viditelného světelného spektra. Chlorofyl je zelený, protože absorbuje modrou a červenou část světelného spektra a ostatní odráží; tím se jeví jako zelený a udává tak základní barvu všem fotosyntetizujícím rostlinám.

Chemicky se řadí mezi porfyriny obsahující hořčík. Jsou známy chlorofyly a, b, c, d, e a f a příbuzné bakteriochlorofyly (vyskytující se v bakteriích mimo sinic) a, b, c, d, e a g. +more Molekuly chlorofylu se nacházejí na thylakoidních membránách, které jsou u rostlin umístěné v chloroplastech, kde s bílkovinami a dalšími pigmenty tvoří základ fotosystému I a II.

Extinkční koeficient Lambertova-Beerova zákona je pro chlorofyl a v tetrahydrofuranu (THF) při 664 nm roven ε = 93 000 L/mol/cm. A pro chlorofyl b v THF při 649 nm ε = 66 000 L/mol/cm.

Biosyntéza chlorofylu

Biosyntéza začíná připojením glutamátu na tRNA. Vzniklá glutamyl-tRNA může být použita jak pro syntézu proteinů, tak dále při syntéze chlorofylů. +more Glutamyl-tRNA se přeměňuje na glutamyl-1-semialdehyd, ten na kyselinu 5-aminolevulovou a ta v porfobilinogen. Porfobilinogen je už cyklický a obsahuje pyrrolové jádro. Čtyři porfobilinogeny formují protoporfyrin IX, který obsahuje porfyrin. Do něj je buď enzymem Fe chelatasou zabudováno železo a vzniká hem, z něhož lze získat cytochrom či fytochrom, nebo Mg chelatasou zabudován hořčík a vzniká protochlorofylid a. Ten je fotochemickou reakcí za spotřeby dvou fotonů a jednoho NADPH změněn reduktasou na chlorofylid a. Připojením fytolu pak vzniká chlorofyl a, jehož oxidací vzniká chlorofyl b.

Fotochemická reakce při vzniku chlorofylidu a je příčinou neschopnosti rostlin tvořit chlorofyl ve tmě a důvodem blednutí etiolovaných rostlin. To se beze zbytku týká rostlin nahosemenných, rostliny krytosemenné umí tvořit chlorofyl v malé míře i ve tmě.

Typy chlorofylu

	Chlorofyl a	Chlorofyl b	Chlorofyl c1	Chlorofyl c2	Chlorofyl d	Chlorofyl e	Chlorofyl f
Sumární vzorec	C55H72O5N4Mg	C55H70O6N4Mg	C35H30O5N4Mg	C35H28O5N4Mg	C54H70O6N4Mg	(neznámý)	C55H70O6N4Mg
Mr	893,49	906,51					906,51
C2 substituent	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3		-CHO
C3 substituent	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CHO		-CH=CH2
C7 substituent	-CH3	-CHO	-CH3	-CH3	-CH3		-CH3
C8 substituent	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH=CH2	-CH2CH3		-CH2CH3
C17 substituent	-CH2CH2COO-fytyl	-CH2CH2COO-fytyl	-CH=CHCOOH	-CH=CHCOOH	-CH2CH2COO-fytyl		-CH2CH2COO-fytyl
C17-C18 vazba	Jednoduchá	Jednoduchá	Dvojná	Dvojná	Jednoduchá		Jednoduchá
Výskyt	všechny rostliny včetně mechů a řas a všechny sinice	vyšší rostliny, zelené řasy, sinice a krásnoočka	hnědé řasy	hnědé řasy	ruduchy, sinice	některé různobrvky	některé sinice