Esimest korda kirjeldas kristallvormis klorofülli vene füsioloog ja botaanik I. P. Borodin 1883. aastal. Hiljem selgus, et see ei olnud klorofüll ise, vaid veidi modifitseeritud vorm - etüülklorofülliid. Poola biokeemikud M. Nentsky ja L. Markhlevsky (1897) leidsid, et klorofülli molekuli alus, nagu hemoglobiini hem, on porfüriinitsükkel. Seega näidati nende pigmentide fundamentaalset struktuurilist sarnasust taimedes ja loomades.
Saksa keemik R. Willstatter 1906-1914 kehtestas klorofülli a-C elementaarse koostise 55 H 72 O 5 N 4 Mg ja klorofüll b - C 55 H 70 O 6 N 4 Mg ja Saksa biokeemik G. Fisher aastatel 1930-1940. täielikult dešifreerida klorofülli struktuurivalem. 1960. aastal tegid orgaanilised keemikud R. B. Woodward (USA) ja M. Strehl (Saksamaa) klorofülli kunstlikku sünteesi. Klorofüll on dikarboksüülhappe klorofülliini ester, milles üks karboksüülrühm on esterdatud metüülalkoholi jäägiga ja teine jääk monoliitse küllastumata alkoholiga. Klorofülli a struktuurvalem on näidatud joonisel fig.
Joonis 1. Klorofülli a ja b struktuurivalem
Neli pürroolitsüklit (I - IV) ühendatakse metaanisildadega (a, p, y, 5), moodustades porfüriini tuuma. Tetrapirroolitsükli välised süsinikuaatomid on nummerdatud 1–10. Nelja koordineeriva sidemega pürroolitsüklite lämmastiku aatomid on magneesiumi aatomiga seotud. Koos9 ja metüülitud karboksüülrühm C juures10. Tetrapürrooli ja tsüklopentaani rõngastest koosnevat struktuuri nimetatakse forbin. Pürroolitsükli külgahel IV sisaldab propioonhapet, mis on estri sideme abil seotud polüisopreeni küllastumata alkoholiga (C20H39OH). Pürroolitsüklite esimesel, kolmandal, viiendal ja kaheksandal süsinikuaatomil on metüülrühmad, 2. vinüülrühm, 4.-etüülrühm. Porfüriinitsükkel on üheksa paari konjugeeritud (konjugeeritud) kaksik- ja üksiksideme süsteem, millel on 18 delokaliseeritud p-elektroni. Klorofüll b erineb klorofülli poolest selles, et 3. süsinikus on metüülrühma asemel formüül (-CHO) rühm. Fütoolivaba klorofülli struktuuri nimetatakse klorofülliidiks. Kui magneesiumi aatom asendatakse klorofülli molekulis olevate prootonitega, moodustuvad vastavad feofetiinid.
Klorofüllid a, b, c, d leiti kõrgematest taimedest ja vetikatest. Kõik fotosünteetilised taimed, kaasa arvatud kõik vetikate rühmad ja tsüanobakterid, sisaldavad rühma a klorofülli. Klorofüll b on kõrgemates taimedes, rohevetikas ja eugleanis. Pruuni ja kobedia vetikate klorofüll b asemel on klorofüll c ja paljudel punastel vetikatel on klorofüll d. Fotosünteesivates bakterites on fotosünteesi läbi viinud mitmesuguseid bakteroklorofülli.
Klorofülli biosünteesi esimene etapp taimedes on 5-aminolevuliinhappe (ALK) moodustumine C-st.5-dikarboksüülhapped. On näidatud, et glutamiinhape muundatakse 4,5-dioksovalerhappeks 2-hüdroksüglutarihappe kaudu, mis seejärel amiinitakse alaniini või teiste aminohapetega (joonis 2). Transamiinimisreaktsiooni katalüüsib ALK transaminaas, mis hõlmab püridoksaalfosfaati koensüümina. ALA sünteesiks võib kasutada ka Osketoglutaarhappe (2-oksoglutariinhapet) hapet. Kahe ALA molekuli tsüklistamine viib pürrooliühendi - porfobilinogeeni moodustumiseni. Uroporfürinogeen moodustatakse neljast pürroolitsüklist, mis muundatakse protoporfüriin IX-ks. Protoporfüriini edasine transformatsioonitee võib olla erinev. Raua osalusel moodustub hem, mis on osa tsütokroomidest, katalaasist, peroksidaasist ja hemoglobiinist. Kui protoporfüriini molekul lülitub magneesiumi, siis karboksüülrühm C juures10 esterdatakse 6-adenosüül-b-metioniini metüülrühmaga ja tsüklopentaantsükkel (K) suletakse, seejärel moodustub protoklorofülliid.
Joonis 2. Klorofülli biosüntees
Valguse mõjul mõne sekundi jooksul muutub protoklorofülliid klorofülliidiks ja kahekordse sideme hüdrogeenimise tulemusena C-s.7 - Koos8 IV pürrooli südamikus. Madalamates taimedes ja mõnedes spordisaalides (okaspuudes) võib klorofülliid moodustada pimedas. Klorofülliidil on samad spektraalsed omadused kui klorofüllil. Klorofülli molekuli moodustamise viimane etapp on esterdamine fütooliga, mis, nagu kõik polüisopreenühendid, sünteesitakse atsetüül-CoA-st mevaloonhappe kaudu. A. A. Shlyka (1965) järgi võib klorofülli b moodustada äsja sünteesitud klorofülli molekulidest a. Kõik kirjeldatud protsessid, alustades ALA moodustumisest, viiakse läbi kloroplastides. Esimesed märgid pimedas kasvatatud etiolaaditud angiospermide rohelisemaks muutumisest on täheldatud 2–4 tundi pärast valguse algust.
Klorofülli füüsikalised ja keemilised omadused
Tahkes vormis on klorofüll a amorfne sinine-must aine. Klorofülli sulamistemperatuur on 117-120 ° C. Klorofüllid lahustuvad hästi etüüleetris, benseenis, kloroformis, atsetoonis, etüülalkoholis, petrooleetris halvasti lahustuvad ja vees lahustumatud. Klorofülli a lahus etüüleetris on sinine-roheline, klorofüll b on kollakasroheline. Klorofüllite väljendunud neeldumismaksimum on spektri punastes ja sinistes osades (joonis 3).
Joonis 3. Plastide pigmendi neeldumise spektrid
Etüüleetris on rühma a klorofülli neeldumismaksimid spektri punases osas 660 - 663 nm, sinine - 428 - 430 nm ja klorofüll b vastavalt 642 - 644 ja 452 - 455 nm. Klorofüllid neelavad nõrgalt oranži ja kollase valguse ning ei absorbeeri üldse rohelist ja infrapunakiirt. Absorptsioon spektri sinise-violetse osaga tuleneb klorofülli molekuli porfüriinitsükli konjugeeritud üksik- ja kaksiksidemete süsteemist. Punase piirkonna intensiivne neeldumisriba on seotud kaksiksideme hüdrogeenimisega C-s7 - Koos8 IV pürrooli tuumas (protoklorofülliidilt klorofülliidile üleminekul) ja magneesiumi esinemisele porfüriinitsüklis. Need samad tingimused soodustavad spektri kollaste ja roheliste osade imendumise vähenemist. Magneesiumi asendamine prootonitega klorofülli ja happe töötlemisel viib pheofetiini moodustumiseni, millel on pruunikasroheline värv ja nõrgenenud punane absorptsioonimaht. Fütooli ja metüülalkoholi jääkide eemaldamine leeliselise hüdrolüüsi abil avaldab klorofülli absorptsioonispektrile vähe mõju. Klorofülliinil on samad spektraalsed omadused kui klorofüllil: see on roheline, omab punast ja sinist imendumismaxit.
Absorptsioonspektri maksimumide positsiooni mõjutavad lahusti olemus ja klorofülli molekulide vastastikune toime üksteisega, samuti teiste pigmentide, lipiidide ja valkudega. Agregeeritud klorofülli molekulide puhul (näiteks tahkete kilede ja klorofülli puhul kloroplastides) nihkub punane absorptsiooni maksimum pikema lainepikkuse piirkonda (kuni 680 nm).
Klorofüllide lahused polaarsetes lahustites on eredalt fluorestsents (luminestsents). Klorofüll a etüüleetris on rubiinpunase fluorestsentsi maksimaalse väärtusega 668 nm, klorofüll b on 648 nm, st fluorestsentsi maksimumid vastavalt Stokesi reeglile on veidi neeldumise maksimumini. Kogutud klorofüll ja klorofüll natiivses olekus (elavas lehes) fluorestseeruvad nõrgalt. Klorofülli lahused on samuti võimelised fosforestseeruma (st pika järelvalgustuse), millest maksimaalne on infrapuna piirkonnas.
Fluorestsentsi ja fosforestsentsi mehhanisme, sealhulgas klorofülli molekule, on hästi uuritud. Kõige stabiilsemad on aatomite ja molekulide olekud, milles valentselektronid hõivavad kõige madalamaid energia tasemeid ja jagunevad nende järgi vastavalt Pauli põhimõttele (mitte rohkem kui kaks elektroni, millel on iga paralleelselt keerdunud antiparalleelne keerutus). Seda molekuli olekut nimetatakse peamine singlett (S0 ) energia olek (joonis 4). Antud juhul on molekuli kõigi elektronide magnetsündmuste vektor (null). Kui molekul neelab valguse kvoodi, siis liigub elektron tänu kõrgemale vabadele orbitaalidele. Kui ergutatud elektron säilitab sama pöörlemissuuna, siis molekul on singleti ergutatud olekus (S *). Kui kõrgemale orbiidile ülemineku ajal pöörleb elektron pöörama, siis sellist ergutust nimetatakse triplettiks (T *). Otsene üleminek maapinnast kolmekordsele olukorrale on ebatõenäoline, sest see nõuab pöörlemissuuna ümberpööramist. Molekuli üleminek maapealsest olekust aktiveeritud olekusse, mis toimub siis, kui valguse kvant on neeldunud, vastab neeldumisspektri ribale. Punase valguse kvoodi klorofülli neeldumine viib ainsuse elektron-ergastatud olekusse - S *1.
Joon. Klorofülli molekuli energiaolekud
Kui sinise valguse kvant on neeldunud kõrgema energia tasemega, liigub elektron kõrgemale orbiidile (S *2). Ergutatud klorofülli molekul naaseb maapinnale mitmel viisil. Olles andnud osa energiast soojuse kujul (eriti S * tasemest)1), võib molekul eraldada pikema lainepikkusega valguse kvantit (Stokesi reegel), mis avaldub fluorestsentsi vormis. Nagu juba mainitud, absorbeerib klorofüll a valguse punaste ja siniste spektri piirkondades, kuid ainult fluorestseerib punaselt. Singletiga ergutatud oleku eluiga on 10 -13 - 10 -9 s.
Teine energia kadumise viis seisneb molekuli üleminekus singleti ergutatud olekust metastabiilse kolmekordse olekusse (pöörlemissuunaga). See üleminek ei ole kiirgav, st energia kaob soojuse kujul. Tripleti ergutatud olekus on palju pikem eluiga (> 10-4 s). Tripleti olekust saab molekul tagasi pöörduda tagasi, mis kiirgab isegi pikemat lainet (kui fluorestsentsi korral). See on tavaliselt nõrgem hõõgus ja seal on fosforestsents.
Lõpuks võib ergutatud olekut kasutada fotokeemiliste reaktsioonide jaoks. Sel juhul ei täheldata klorofülli fluorestsentsi ja fosforestsentsi.
Paljude teiste orgaaniliste pigmentide evolutsiooniprotsessis valitud klorofülli molekuli struktuur sobib ideaalselt fotokeemiliste reaktsioonide sensibiliseerijana. See koosneb 18 delokaliseeritud π-elektronist (klorofülli struktuurses valemis esindatud konjugeeritud kaksiksidemete 18-liikmelise tsüklina), mis muudab klorofülli molekuli kergesti ergutatavaks valguskvantide neelamise teel.
Isegi Timiryazev soovitas, et klorofüll on võimeline muutma redoks. Klorofülli fotoreduktsiooni reaktsioon viidi kõigepealt läbi A. A. Krasnovski mudelkatse 1948. aastal. Klorofüll lahustati püridiinis anaeroobsetes tingimustes valguse toimel askorbiinhappe või teiste elektronidoonorite poolt. Sel juhul moodustub klorofülli redutseeritud ("punane") vorm neeldumise maksimumiga 525 nm juures.
Pärast valguse väljalülitamist toimub reaktsioon vastupidises suunas. Fotoredutseeritud klorofüll võib omakorda taastada erinevaid elektron-aktseptoreid. Samas mudelisüsteemis, kuid elektronide aktseptoriga, toimib valgustamisel klorofüll kui sensibilisaator. Nendes tingimustes toimub NAD +, riboflaviini, kinooni, Fe3 +, hapniku vähenemine. Seega võib klorofülli molekul toimida mitte ainult primaarse elektronide aktseptorina, vaid ka selle esmase doonorina.
Sellest järeldub, et struktuursete ja füüsikalis-keemiliste omaduste tõttu võib klorofülli molekul täita kolm peamist funktsiooni: 1) neelata valgusenergiat selektiivselt, 2) salvestada elektroonilise ergastusenergia vormis, 3) fotokeemiliselt teisendada aktiveeritud energia energiat primaarse valgustatud energia keemiliseks energiaks ja fotoksüdeeritud ühendid.
Klorofülli molekuli toimimiseks fotosünteesi protsessides on selle ruumiline korraldus hädavajalik. Molekuli magneesium-porfüriini tsükkel on peaaegu lame plaat paksusega 0,42 nm ja pindala 1 nm 2. See on klorofülli molekuli hüdrofiilne osa. Fütooli (2 nm) pikk alifaatne jääk, mis moodustab porfüriinitsükliga nurga, on selle hüdrofoobne post, mis on vajalik klorofülli molekuli ja membraanvalkude ja lipiidide hüdrofoobsete piirkondade interaktsiooniks.
http://biofile.ru/bio/19385.htmlKLOOROPHILLID (kreeka rohelised + phylloni lehed) - taimede pigmendid, samuti mõned mikroorganismid, mille abil püütakse päikesevalguse kogumine ja fotosüntees. Fotosünteesil osalemine (vt) klorofüllidel on suur biol. rolli.
Klorofülleid on nelja tüüpi: a, b, c ja d. Kõrgemad taimed sisaldavad klorofülleid a ja b, pruuni ja kobediat - klorofülli a ja c, punast vetikat - klorofülli d. Lisaks sisaldavad mõned fotosünteetilised bakterid klorofülli analooge - bakterioklorofülli. Klorofülli molekulid põhinevad porfüriini tsükli magneesiumkompleksil (vt porfüriine). Ühe pürroolitsükli külge on kinnitatud fütooli polüoolijääk, mille tõttu klorofüllid võisid kloroplastmembraani lipiidikihti integreeruda.
Klorofüllite eraldamist puhtal kujul ja nende eraldamist kaheks komponendiks (klorofüll a ja b) viis esmalt läbi vene botaanik M. Tsvet, kasutades tema poolt välja töötatud kromatograafia meetodit (vt). Ta tõestas ka, et taimede lehtedel on klorofülliga kaasas mitmed kollased satelliidid - karotenoidid (vt). Klorofülli struktuurivalem kehtestas Fisher (N. Fischer) 1940. aastal. MV Nentsky ja tema õpilased tõestasid teda. hemoglobiini (vt) ja taimede klorofülli suhe. Klorofüllide füsioloogilise rolli uurimisel olid KA Timiryazevi uuringud väga olulised. Klorofüllide täielik süntees valmistati üksteisest sõltumatult Strell (M. Strell) ja Woodward (R. W. Woodword) 1960. aastal.
Klorofüllid on kõrgemate taimede, sambla, vetikate, fotosünteesivate bakterite pigmentseadme peamine komponent. Nende sisaldus taimedes sõltub taime liigist, mineraalse toitumise kättesaadavusest ja muudest tingimustest. Klorofüllite arv taimedes on kuivkaalust 1,7 kuni 5%. Nende kontsentratsioon lehe pinnal määrab valguse imendumise intensiivsuse tehase poolt, kui klorofülli tase ei ületa 2 mg / dm 2. Kui klorofülli sisaldus 3 mg / dm 2 ja kõrgem, läheneb valguse neeldumistegur 97–100% ja ei sõltu pigmendi kogusest.
Roheliste lehtede rakkudes leidub klorofülleid spetsiaalsetes organellides, plastiidides, mida nimetatakse ka klorofülli teradeks või kloroplastiks. Iga Mnium'i keskmise taimeklaasi kloroplasti maht on 4,1 x 10-11 cm3 ja sisaldab 1,3 * 109 klorofülli molekuli, on piiratud topelt-lipoproteiini membraaniga ja on täidetud valgu stroomiga. Vahelduvad valguplaadid ja värvitud pigmendi-lipiidi kihid moodustavad stromasse (külgedele) inklusiive. Pigmendimolekulide vahed õhukeses monomolekulaarses või bimolekulaarses kihis on väikesed; iga molekulipaar võib olla seotud tsütokroom-tüüpi ensüümidega (vt tsütokroom), mis on võimeline annetama elektroni klorofüllile ja teine elektron-aktseptorile, nagu ferredoksiin.
Fotosünteesi protsess algab valguse kvantide imendumisega taimsete pigmentide süsteemiga. Vahesüsteemide osalemine elektronide ülekandeahelas on näidatud diagrammis:
kus X on klorofüll, CIT on tsütokroom, PD on ferredoksiin, FL on flaviinsüsteemid, hv on valguse kvant.
Klorofülli erinevate vormide vahelise energiarände protsess on toimiva fotosünteetilise üksuse puhul oluline. Aktiivselt töötav fotosünteetiline üksus sisaldab 200-400 klorofülli molekuli, mis toimivad ühe valguslülitussüsteemina, mis neelab ühe valguse kvoodi. Ühes töötsüklis vabastatakse iga 3000 klorofülli molekuli kohta üks hapniku molekul. On kindlaks tehtud, et klorofülli spektriliselt erinevad vormid moodustavad energia tasemete redeli, mille kaudu imenduvad reaktsioonikeskused energiavoogudesse. Spektraalsed uuringud võimaldasid meil klorofülli vormid jagada kolme põhirühma (lühilaine, pikalaine ja vahe) vastavalt nende rollile energia neeldumisel ja ülekandmisel.
Fotosünteetilised bakterid sisaldavad ka subtsellulaarseid osakesi, mis sisaldavad bakteroklorofülli. Need on lamedad plaadid läbimõõduga 100 nm, mida nimetatakse kromatofoorideks.
Pigment-valgukomplekside struktuurid erinevate organismide, sealhulgas bakterite, vetikate ja kõrgemate taimede fotosünteesimembraanide korraldamisel on sarnased. Klorofülli-valgu komplekspolüpeptiidid sünteesitakse kloroplastides; need koosnevad peamisest polüpeptiidist. kaal (mass) 73 000 ja kolm alaealist molekulmassiga (mass) 47 000, 30 000 ja 15 000 ühikut.
Pigmendi süntees ja uuendamine rohelises koes kasvab suure kiirusega. Kudede vananedes aeglustub klorofülli biosünteesi protsess. Klorofülli biosünteesi esimestes etappides moodustub porfolobinogeen, pürrooli derivaat, kahe δ-aminolevuliinhappe molekuli kondenseerumise teel. Protoporfüriin moodustab otsese klorofülli prekursori, protoklorofülliidi, mis sisaldab magneesiumi aatomit. Seejärel, pärast fütooli polüooli lisamist, moodustub klorofül.
Porfobilinogeeni protoporfüriini ja protoporfüriini kuni klorofülli a etapid viiakse läbi vastavalt ühele kahest skeemist:
Esimene reaktsioon on levinud etiolaaditud (st pimedas kasvatatud) taimedes, teine - roheline. Pigmentimisseadme biosünteesi terminaalset etappi kiirendatakse ühe multiensüümse klorofülli süntetaasi kompleksi osalemisega. Selles suhtes on klorofülli biosünteesi loomulik sõltuvus valgu sünteesi kiirusest ja valgu sünteesi inhibiitorite inhibeerimisest. Pigmentide süntees aeglustub ka temperatuuri vähenemisel ja peatub täielikult temperatuuril alla -2 ° C, samas kui fotosüntees jätkub negatiivsetel temperatuuridel kuni -24 °. Protsess on häiritud rauapuuduse ja mangaani liiaga.
Klorofülli b moodustumine toimub järjestikku läbi klorofülli a oksüdeerimise teel. Transformatsiooni reaktsioon läheb valgusesse; vaheetapp on ensüüm-valk-kompleksi moodustumine.
On märke reaktsiooni kiiruse sõltuvusest elektroni transpordi ahela toimimisest ja sellest tulenevalt NADPH ja NADH kui vesiniku doonorite tekke kiirusest. Magneesiumi lisamise koha sünteesi etapid, Mg-porfüriinide konversioon ja samuti pürroolitsükli nropionhappe IV jäägi esterdamine fütooliga jäävad ebaselgeks.
Roheliste taimede võime moodustada fotosünteesi käigus süsinikdioksiidist ja veest keerulisi orgaanilisi aineid määrab klorofülli olemasolu nendes. Samal ajal ei sõltu klorofülli a ja klorofülli pigmentide sisaldus piirkonna geograafilistest omadustest. Klorofülli a sisaldus sõltub rohkem füsioloogilistest ja ökoloogilistest tingimustest kui klorofülli sisaldus b.
Kirjeldatakse klorofülli muutusi taime ontogeneesis. Nende sisu suureneb õitsemise etapis, õitsemise ja puuviljade komplekti faasis. Klorofülli tase võib määrata taimede õitsemise valmisoleku. Pärast kasvuprotsesside lõppu peatub klorofülli kogunemine ja pigmendimolekulid uuendatakse kloroplastis, mis ei ole seotud uute kloroplastide moodustumisega.
Klorofüllite fotosensitiseeriva toime põhimõtet fotosünteesi käigus kinnitas KA Timiryazev ning see sisaldab pigmenti ergastamist valgusega, pigmendi sattudes ühte- või kolmekihilisse olekusse ja järgnevatesse pöörduvatesse fotokeemilistesse muutustesse. Klorofüll võib erinevatel etappidel olla fotokeemilise doonori või elektronide aktseptorina.
Kuna kompleksi seotud raudaatomit sisaldavad tetrapürrooli struktuurid mängivad olulist rolli imetajate kudede hingamisel (vt hemoglobiin), klorofüllil ja selle metallderivaatidel (st ühenditel, mille struktuur sisaldab vaske, rauda, tsinki, kaadmiumi või hõbedat) kasutatakse antihüpoksiliste ravimitena. Klorofülli metalli derivaate nimetatakse "feofitinataks". Nende antihüpoksiline toime on seotud tetrapürrooli struktuuriga ja metalli aatomi olemasoluga. Vees lahustuvatel klorofülli preparaatidel on antibakteriaalne ja viirusevastane toime, eriti Ag-feofütaat. Hemopoeetilised, toonilised omadused on omane klorofülliinnaatriumile, mida kasutatakse ka biostimulandina.
Bibliograafia: Godnev T.N. Klorofüll, tema struktuur ja haridus taimedes, Minsk, 1963, bibliogr.; Krasnovski A. A. Fotosünteesi valguse reguleerimise tasemed, raamatus: Fotosünteetilise tootlikkuse teoreetilised alused, ed. A. A. Nichiporovi-cha, lk. 23, M., 1972; Metzler D. E. Biokeemia, keemilised reaktsioonid elusrakus, trans. inglise keeles, t. 1-2, M., 1980; Klorofülli biosünteesi probleemid, ed. A. A. Shlyka, Minsk, 1971; Shlyk A. A. Klorofülli ainevahetus rohelises tehases, Minsk, 1965, bibliogr.; E. igenberg, K. Y., W. R. a. Chan S.I. Klorofüll a kahekihilistes membraanides, Biochim. biophys. Acta, v. 679, lk. 353, 1982; Metaboolsed teed, ed. autor: D. M. Greenberg, v. 2, N. Y. - L., 1967; Olson J. M. Klorofülli organisatsioon rohelises fotosünteetilises bakteris, Biochim. biophys. Acta, v. 594, lk. 33, 1980.
P. A. Verbolovich, V. P. Verbolovich.
Komplekssed ühendid on looduses laialt levinud, neil on oluline roll bioloogilistes protsessides. Piisab, kui mainida vere hemoglobiini (komplekseeriv aine Fe +) ja roheliste taimede klorofülli (kompleksi moodustav aine Mg +), vitamiini B12 (kompleksi moodustav aine Co +). Komplekssed ühendid ja kompleksid leiavad kõige mitmekesisema praktilise rakenduse. Keerulist moodustumist kasutatakse kõva vee pehmendamiseks ja neerukivide lahustamiseks, keerulised ühendid mängivad olulist rolli keemilise analüüsi, metallitootmise jms puhul [lk 76]
Komplekssed ühendid moodustavad anorgaaniliste ainete kõige laiema ja mitmekesisema klassi. Nende hulka kuuluvad ka paljud orgaanilised ühendid, mis seovad kokku eelnevalt eraldatud anorgaanilise keemia ja orgaanilise keemia. Paljudel keerulistel ühenditel - vitamiinil B12, hemoglobiinil, klorofüllil ja teistel - on oluline roll füsioloogilistes ja biokeemilistes protsessides. Komplekssete ühendite omaduste ja ruumilise struktuuri uurimine osutus kristallkeemia jaoks väga viljakaks, mis uurib ainete füüsikalis-keemiliste omaduste sõltuvust nende moodustunud kristallide struktuurist ja tekitas uusi ideid keemilise sideme olemusest. Komplekssete ühendite kasutamine analüütilises keemias on andnud väärtuslikke tulemusi. [c.354]
Taimedes rohelise värvi eest vastutav aine on klorofüll, mis on keeruline ühend, milles neli pürroolitsüklit on seotud magneesiumikompleksiga. Klorofülli põhiline väärtus looduses on selle osalemine fotosünteesi protsessis, valguse energia muundamisel keemiliseks energiaks [8]. Kuigi süsinikdioksiidi ja vee süsivesikute ja hapniku fotokeemilise muundamise mehhanism ei ole veel täiesti selge, peaks esmane reaktsioon olema klorofülli fotoeksitatsioon, millele järgneb selle energia kasutamine vee oksüdeerimiseks ja süsinikdioksiidi vähendamiseks. On kaks teadaolevat klorofülli a ja 6 (XII, XIII), mis struktuuris erinevad vähe ja esimene neist on peamiselt fotosünteesi eest vastutav. XII ja XIII täielik süntees viidi läbi 1960. aastal [9] (skeem 4). [c.318]
Naftas sisalduvate metallide keemilise iseloomu uuringud [16] on näidanud, et metallid mitmesugustes põlevates mineraalides on metallporfüriini komplekside kujul, mis on klorofülli ja hemiini biokeemilised jäägid. [lk.24]
Mis on klorofülli keemiline olemus ja selle roll taimedes [c.316]
See julge bioloogi eeldus klorofülli molekuli kui värvilise valgu tegeliku keemilise olemuse kohta selle avaldamise esimestel aastatel ei vastanud nii kodumaise kui ka välisriigi kirjanduses. Ja ainult 1927. aastal jõudis ta oma uurimuste põhjal järeldusele, et klorofülli olek elavas lehes võib kõige paremini olla [c.183]
Tuntud koensüümide arv on tunduvalt väiksem kui teadaolevate ensüümide koguarv, sama koensüüm kombinatsioonis erinevate valkudega võib moodustada erinevaid ensüüme. Oma keemilise olemuse tõttu kuuluvad paljud koensüümid nukleotiidide klassi, teised sisaldavad tsüklilist porfüriini süsteemi - nelja pürroolituuma heterotsükliline rühm, eriti klorofüllis ja hemoglobiinis (lk 416), paljud tähtsad ensüümid on fosforit sisaldavad ühendid. [c.437]
Klorofülli ja heme keemilise olemuse lähedus, kus porfüriinid moodustavad struktuuri, on suurema huviga, sest erinevate taimede ja loomade kudedes on hem, mis on seotud spetsiifiliste valkudega ja et mõned neist hemoproteiinidest on rakusisesed katalüsaatorid. Üks nende katalüsaatorite omadustest on [c.304]
Looduses võib klorofüll - taime keemiline reaktor - sünteesida aminohappeid, suhkruid ja muid elusaineid veest ja süsinikdioksiidist ainult päikesevalguse osalusel. Kuid valgus on vaid üks energialiik, kas seda on võimalik asendada teise energiaga? Et sellele küsimusele vastata, viidi läbi katsed rohelise taime klorofülliga - spinatiga. Klorofüll ekstraheeriti ja ekstrakt pandi elektrokeemilisse kambrisse, mille kaudu mõnda aega voolas elektrivool ja süsinikdioksiid. Rakust saadud lahuse analüüs näitas, et selles esinesid suhkrud ja aminohapped, s.o ained, mis on moodustunud rohelise taime lehel päikesevalguses. Nagu näete, võivad ilmneda kõige intiimsemad protsessid, mis esinevad taimerakkudes näiliselt asendamatu päikesevalguse mõjul, ilma selleta, ühe elektrienergia osalusel. [c.131]
Tuntud koensüümide arv on tunduvalt väiksem kui teadaolevate ensüümide koguarv, sama koensüüm kombinatsioonis erinevate valkudega võib moodustada erinevaid ensüüme. Keemilise iseloomu järgi kuuluvad paljud koensüümid nukleotiidide klassi, teised sisaldavad tsüklilist porfüriinisüsteemi - nelja pürroolituuma heterotsüklilist rühma, mis leidub eelkõige klorofüllis ja hemoglobiinis (vt 169), paljud tähtsad ensüümid on fosforit sisaldavad ühendid. Mitmete ensüümide koostis, mis katalüüsib erinevaid aminohapete ppe-rotatsioone, näiteks nende süntees, transamiinimine, dekarboksüülimine, hõlmab koensüümi püridoksaal-5-fosfiini (HS [c.399]
Meie suuna erinevus teistest, eriti võõrastest, uuringutest oli esiteks meedia füüsikalis-keemilise olemuse äärmiselt tugeva mõju kehtestamine klorofülli fotokeemilistele omadustele. Seega oli keskkonna nõuetekohase valikuga võimalik laboratoorsetes tingimustes läbi viia selliseid reaktsioone, millel on sarnased omadused kui vesiniku ülekandmisel fotosünteesi ajal. [c.361]
Klorofülli molekuli sisenev fütool on oma keemilise iseloomuga sarnane kollase pigmendi karoteeniga. [c.113]
Orgaanilised ühendid looduses moodustuvad süsinikdioksiidist ja veest fotosünteesi käigus. See protsess toimub rohelistes taimedes, mis toimuvad klorofülli poolt neelduva päikesekiirguse toimel. Fotosünteesi tulemusena on tekkinud nii fossiilseid energiaallikaid kui ka keemilisi tooraineid, st kivisüsi, naftat ja maagaasi. Siiski pidid orgaanilised ühendid Maal enne elu elama eksisteerima, mis ilma nendeta ei ilmnenud. Kuna esmase maapinna atmosfääris leidsid aset vesinik ja vesi, samuti süsinikmonooksiid, lämmastik, ammoniaak ja metaan ning hapnikku ei esinenud, oli umbes 2 miljardit aastat tagasi vähenev iseloom olemasolevatel tingimustel (maapinna tugev radioaktiivne kiirgus). mineraalid ja intensiivsed atmosfääriheitmed) võivad esineda [c.9] tüüpi reaktsioonid
Ülaltoodud andmetest nähtub, et nende keemilise olemuse tõttu on klorofüllid lähedal porfüriini derivaadile - hemiinile -. [c.115]
Pikka aega on teada, et taimede pigmendi aparaadis esinevad sarnased muutused puuduse või liigse Fe, Cu, Mn, Mo, B, 2n juures. Visuaalsed tähelepanekud näitavad, et kui taimedel on üks neist elementidest, tekivad rohelised plastid-klorofülli pigmendi sünteesi ja lagunemist reguleerivad protsessid. Ja ainult kloroosi olemus, selle ilminguid määrab puuduva elemendi keemiline olemus. Kui rauapuudus jääb ühtlaselt kollaseks ja seejärel muutub valge. Noorte võime kaotus [c.12]
Varem arvati, et looduses leiduvaid keemilisi ühendeid, nagu klorofüll, suhkur, vitamiinid, oliiviõli, tärklis, uurea, valgud või lilledest ekstraheeritud värvained, saab sünteesida ainult taimedes ja loomades. Seetõttu eraldati need ja teised sarnased ained eraldi sektsioon-orgaaniliseks keemiaks. [c.292]
Üldiselt aktsepteeritakse, et rohelises lehes olev klorofüll on kahes fotosüsteemis (I ja II) agregeeritud ja sisaldab lisaks keskkonnale ka valku ja lipiide, karoteenimolekule, tsütokroome, kinone jms. Fotokeemilises etapis osalevad adenosiinfosfaadid (ADP ja ATP). nikotiinamiid-adeniindinukleotiidfosfaat (NADP), ferredoksiin, kuni sada erinevat ensüümi, mitmed identifitseerimata keemilise iseloomuga molekulid, mida tavaliselt nimetatakse faktoriteks. Klorofüllil on optimaalne omaduste kogum, [c.284]
Oma keemilise olemuse tõttu on klorofüll porfiini derivaat ja 1P0 on oma struktuuri poolest väga lähedal veri värvusele. Erinevalt hemist sisaldab klorofüll magneesiumi, mitte rauda. MS Color, kasutades kromatograafilist analüüsi, näitas, et taimede roheline värv tuleneb kahest pigmendist 1) klorofüll A (tumesinine-roheline), 2) klorofüll B (tumekollane-oliivroheline). Klorofül B erineb keemilise struktuuri poolest klorofüll A-st ja asjaolust, et teises pürroolitsüklis on metüülrühma asemel aldehüüdrühm. [c.298]
Loomulikult uuriti koos anorgaaniliste ühendite spektritega spektreid ja süsinikühendeid. Niisiis, katsetades Newtoni hüpoteesi värvide segamise reegli kohaldamise kohta värvikiirele, Brewster (1832) ekstraheeris erinevate taimede klorofülli ja leidis oma absorptsioonispektris viis riba. B 1833 Miller uurib indigo auru spektrit ja ei tuvasta selles neeldumisriba. 1834. aastal kirjeldas Talbot tsüaani emissioonispektrit, leides spektri violetses osas kolm heledaid riba. See on XIX sajandi 30ndatest aastatest. Orgaanilised ained on muutunud spektroskoopide uurimise objektiks, kuigi neid pole konkreetselt uuritud. Niisiis väljendas Draper 1858. Aastal, eriti tsüaani põlemisel täheldatud emissioonispektreid, olulist ideed, et nii valguse kui pimeduse joonte väljanägemine tuleneb leeki andva aine keemilisest olemusest [38, p. 58]. [c.226]
Protsesside keemiline olemus, mis viib pigmentide moodustumiseni, ei ole teada. Nagu eespool mainitud, pakkus Lyubimenko [166] välja, et roheliste lehtede pigmentide moodustumine ja hävitamine on seotud redokspotentsiaali muutustega. Lyubimenko avastas peroksidaasiaktiivsuse pideva suurenemise oma vanusega lehtedel ja leidis, et see suurenemine on raku oksüdeeriva aktiivsuse tunnuseks. Alguses on noortel lehtedel see aktiivsus madal ja pigmendi süsteem peaaegu värvitu M vähendatud olekus, aktiivsus hiljem suureneb ja pigmendid liiguvad sügisel värvitud oksüdeerunud olekusse üksteise järel, pigmendid oksüdeeruvad ja muutuvad värvitu toodeteks. Pigmentide pidev kontsentratsioon suvelehel vastab oksüdatsiooniprotsesside mõnele soodsale intensiivsusele, mis loob tasakaalu klorofülli prekursori ja klorofülli ning klorofülli oksüdatsioonikiiruse, värvitu oksüdatsiooniprodukti vahel. Seda tasakaalu säilitab Lyubimenko sõnul tohutu redutseeriv aine, mis on arvatavasti leitud kloroplastides, mida ta nimetab antioksidaasiks. [c.434]
Nagu eelpool mainitud, on tuhmumisprotsessi keemiline olemus teadmata ja tõenäoliselt raske. Paljud autorid usuvad, et pleekimine on tingitud fotoksüdatsioonist, kuid ei tohiks jätta tähelepanuta foto redutseerimise võimalust, eriti kergesti oksüdeeritavates lahustites või oksüdeeruvate lisandite juuresolekul. Magneesiumi eemaldamine võib olla vahepealne samm, mis põhjustab klorofülli puhta rohelise värvi ajutise muutumise feofütiini oliivi värvi. Jorgenseni ja Kiddi [31] ja Aronovi ja Mackinney [631] kohaselt hakkab hajumine toimuma kõigis happelistes lahustes ning neutraalses või leeliselises keskkonnas ei esine feofütiini vahepealset moodustumist. [c.503]
Albers ja Knorr usuvad, et need tulemused viitavad klorofülli keemilise olemuse muutustele, nagu oksüdatsioon või redutseerimine, mis, nagu nad ütlevad, võivad olla seotud klorofülli osalemisega fotosünteesil (vt I köide, XIX peatükk). [c.108]
Nüüd on kindlaks tehtud (vaadanud Heinde ja Olson, 1968), et tsükliline elektronide vool bakterites hõlmab klorofülli Pggo (nimi on seletatav asjaoluga, et see pigment on fotoindutseeritud hägususega 890 nm juures), primaarne elektronaktseptor Z, mille keemiline iseloom on veel teadmata, kinoon ja tsütokroom C-tüüp (joonis 74). [c.157]
Klorofülli molekuli tasapinnalise tuuma paksus on 3,5-4,0A ja tuumale kinnitatud fütoolahel nelja silmatorkava metüülrühmaga on pikkusega umbes 10-20A. Tuleb märkida, et klorofülli molekuli tuum on üsna suur. Selle struktuuri iseärasuseks on see, et sellel ei ole võimeid moodustada kristalle paki või kaardipakkide kujul. Need asuvad alati üksteise suhtes mingil nurga all. Porfüriinide uuring näitas, et nende struktuuris olevad klorofüllid on teema suhtes üsna lähedal. MV Nentsky ja tema kaasosalised Schunk ja Markhlevsky (1894) juhtisid kõigepealt tähelepanu sellele erakordselt teadusliku tähtsusega olukorrale. Klorofülli ja hemi keemilise olemuse lähedus on eriti huvitav, sest hemoglobiinimolekuli raua-porfüriinikomponent hematiin - vere kromoproteiin - on samuti leitud taimedes. On tõestatud, et hematiin erinevate taimede ja loomade kudedes on seotud spetsiifiliste valkudega ja et mõned neist hemoproteiinidest on rakusisesed katalüsaatorid. On tõenäoline, et klorofüll on tavaliselt seotud ka valguga. [c.101]
Analüüsides andmeid, mis meil praegu on klorofülli ja hemoglobiini keemilise olemuse ja füsioloogiliste funktsioonide kohta, jõudsin järeldusele, et nende kahe aine vahel ei ole analoogiat. Nagu ma mujal näidasin, ei ole sellel analoogial, isegi kui see eksisteeris, mingit seost taimede antaldehüüdi moodustumise mehhanismiga. Igatahes, kui see on huvipakkuv, on see ainult selles mõttes, et seda võib vaadelda kaugel tõendusmaterjalina loomade ja köögiviljade kuningriikide ühise päritolu kohta. [c.242]
Nii monomeerne kui ka agregeeritud klorofüll on seotud valguga. Selle ühenduse keemiline olemus ei ole selge. Arvatakse, et klorofüll on seotud pürrooli lämmastikuaatomite jääkvalentsustega valgu happeliste rühmadega (zeiin, gliadiin). Samuti peetakse tõenäoliseks, et klorofüllis sisalduv magneesiumi aatom on seotud valgu peamiste rühmadega (histidiin). Seos lipoproteiinikompleksi lipoidosaga võib toimuda klorofülli osaks oleva fütooli abil. [c.128]
Vastavalt T. N-le leiti Godnev, lehtedesse infiltreeritud glükoosi süsinik (C) nii klorofülli molekuli porfüriini osas kui ka hüdrofoobses osas. See näitab, et suhkrute süsinikuahelad on seotud fütooli biosünteesiga, mis on oma keemilise iseloomuga sarnane karotenoididega. Seda kinnitavad ka tähelepanekud, mille kohaselt isegi pärast pikemat (4-6 päeva) põllukultuuride seemnete vananemist pimedas ei esinenud karotenoidide hävitamist, kui seemikud söödeti sahharoosiga. [c.137]
Biokeemias ja orgaanilises keemia valdkonnas on mõningaid teadusuuringute valdkondi. Bioloogid nimetavad seda staatiliseks biokeemiaks. Keemikud peavad seda orgaanilise orgaanilise keemia üheks peamiseks valdkonnaks. Me räägime looduslikele ainetele iseloomuliku struktuuri avastamisest, keemilisest analüüsist ja uurimisest. Selle teema ajaloolised juured lähevad kaugele minevikku, kuid see ei ole ka praegu oma tähtsust kaotanud. Ja tuleb märkida, et isegi sellised tõeliselt epohhilised uuringud nagu L. Ruzicka, klorofülli ja hemin R. Willstätteri ja G. E. Fisheri terpeenide ja sesquiterpeenide struktuuri paljastamine, koloolhapped ja steroidid O. Int. / Anom ja A Vindaus, U. I. mono- ja polüahhariidid. Heuors, karotenoidid ja flaviinid, R. Kuhn ja P, Carrer, Kõik need uuringud said Nobeli preemiaid. [c.175]
Raua sisaldavate kromoproteiinide uurimisel tõmbab tähelepanu protoporfüriini struktuuri väga ulatuslik kasutamine bioloogiliselt oluliste ainete moodustamiseks. Protoporfüriini leidub ka klorofüllis, mis on üks tähtsamaid taime orgaanilisi ühendeid. Klorofülli keemilist olemust ja omadusi (kaks klorofüll klorofülli a-C5g, H7205Y Me ja klorofülli b-55H, oO,, N4Mg) uuritakse eriti täielikult M. V. Nentsky, K. A. Timiryazeva, M. S. Colors, uuringute abil. R. Willstätter ja G. Fisher. Klorofülli molekulis, nagu ka hemimolekulis, on omavahel ühendatud neli pürroolituuma, mis seovad magneesiumi aatomit kahe peamise ja kahe täiendava valentsiga. Klorofüll koos sellega on kahealuselise happe ja kahe alkoholi - metüüli ja fütooli (kõrgmolekulaarne küllastumata alkohol) ester. [c.46]
Orgaaniliste ainete süntees rohelistes taimedes süsinikdioksiidist ja valguse abil kasutatavast veest kannab fotosünteesi nime. Fotosünteesi protsess on meie planeedil orgaanilise aine tekkimise peamine allikas ja sellest vaatenurgast saame täielikult selgitada huvi, mida näitavad erinevate loodusharud (bioloogid, keemikud, füüsikud) esindajad. Tänu M. Nentsky, K. Timiryazevi, R. Willstätteri, G. Fisheri, M. Tsveta jt uuringutele on uuritud fotosensibilisaatorina toimiva klorofülli keemilist olemust. Klorofüll, vees lahustumatu roheline pigment, rohelistes taimedes leidub erilistes vormides - kloroplastides. Kloroplastid sisaldavad kuni 75% vett. Kloroplastide kuivaine koosneb valgu alusest (strooma), klorofüllist, fosfatiididest, karotenoididest, mineraalidest, süsivesikutest jne. Kloroflastide klorofüll sisaldub eraldi terades koos valkude ja lipiididega. [c.229]
Fotosünteetilised organismid sisaldavad tingimata magneesium-porfüriini pigmente - klorofülli, mis on valmistatud neljast pürroolitsüklist, mis on ühendatud süsinikildadega ja moodustavad suletud (tsüklilise) struktuuri, rohkem kui kümme klorofülli tüüpi, mis erinevad porfüriini südamiku pürroolistruktuuride külge kinnitatud keemiliste rühmade poolest, kuid nad kõik neelavad valguse spektri nähtavatest ja infrapunastest osadest. [c.226]
Vastavalt klorofüllide a ja b keemilisele iseloomule on dikarboksüülhappe klorofülliini ja kahe alkoholi, metüül- ja monoatomaatilise küllastumata etanooli komplekssed toimed. Seega võib neid vastavalt keemilisele nomenklatuurile määratleda kui fenetüülklorofülliide [lk 75]
Ainete saamine kunstlike vahenditega on keemia oluline ja põnev ülesanne. Kuid looduses on palju keemilisi muundumisi, mille mehhanismid teadlastele pole veel teada. Nende looduse saladuste avalikustamine peaks andma tohutuid materiaalset kasu. Seega teostatakse molekulaarse lämmastiku sidumine keemiliste ühenditega tööstuses äärmiselt karmides tingimustes. Lämmastiku ja hapniku lämmastikoksiidi (I) sünteesile on iseloomulik ammoniaagi süntees lämmastikust ja vesinikust Ktitsyak paskaley kõrgel rõhul ja temperatuur (sadu kraadi) ning temperatuur umbes 3000 ° C. Samal ajal kannavad liblikõieliste taimede sõlmede bakterid normaalsetes tingimustes atmosfääri lämmastikku ühenditesse. Nendel bakteritel on paremad katalüsaatorid kui tööstuses. Seni on ainult teada, et nende bioloogiliste katalüsaatorite oluline komponent on molübdeen ja raudmetallid. Teine äärmiselt efektiivne katalüsaator on klorofüll, mis aitab taimedel normaalsetes tingimustes süsinikdioksiidi absorbeerida. [c.10]
Klorofülli keemilise looduse bibliograafia: [c.298] Vt lehekülgi, kus nimetatakse terminit "Klorofülli keemiline loodus": [c.363] [c.302] [c.94] [c.51] [c.250] [c.206] [c.302] [c.156] [c.70] [c.64] [c.249] [c.183] Taimede füsioloogia kursus 3 (1971) - [c.112, c.113]
http://www.chem21.info/info/1303970/Klorofüll on termin, mida kasutatakse mitmete tihedalt seotud roheliste pigmentide kohta, mis sisalduvad vetikate ja taimede sinivetikates ja kloroplastides. Nimi pärineb kreeka sõnadest χλωρός, chloros ("green") ja φύλλον, phyllon ("sheet"). 1) Klorofüll on äärmiselt oluline biomolekul, mis on fotosünteesi protsessis ülioluline, mis võimaldab taimedel valguse neeldumist. Klorofüll neelab kõige intensiivsemalt nii elektromagnetkiirguse spektri sinises osas kui ka punases osas valgust. Teisest küljest imendub roheline klorofüll halvasti ja spektri roheliste osade lähedale, mida see peegeldab, seega on klorofülli sisaldavad koed rohelised. Klorofüll eraldati esmakordselt 1817. aastal Joseph Bieneme Cavantu ja Pierre Joseph Pelletier.
Klorofüll on fotosünteesi jaoks elulise tähtsusega, mis võimaldab taimedel absorbeerida valgusenergiat. 2) Klorofülli molekulid paiknevad spetsiifiliselt kloroplasti tylakoidmembraanidesse integreeritud fotosüsteemides ja nende ümbruses. Nendes kompleksides täidab klorofüll kahte põhifunktsiooni. Suurem osa klorofüllist (kuni mitu sada molekuli fotosüsteemis) on valguse absorbeerimine ja valgusenergia edastamine resonantsenergia ülekandmisega teatud klorofüllipaarile fotosüsteemide reaktsioonikeskuses. Kaks praegu aktsepteeritavat fotosüsteemi ühikut on Photosystem II ja Photosystem I, millel on oma erinevad reaktsioonikeskused, mida nimetatakse vastavalt P680 ja P700. Need keskused nimetatakse nende maksimaalse neeldumise lainepikkuseks (nanomeetrites) punases spektris. Klorofülli identsus, funktsionaalsus ja spektraalsed omadused on igas fotosüsteemis erinevad ja neid määravad üksteisega ja nende ümbritseva valgu struktuuriga. Pärast ekstraheerimist valgust lahustis (nagu atsetoon või metanool) 3) võib klorofülli pigmendid eraldada klorofüll a ja b. Klorofülli reaktsioonikeskuse ülesanne on neelata valguseenergiat ja viia see fotosüsteemi teistesse osadesse. Imendunud fotonenergia kantakse elektroni, mida nimetatakse laengu eraldamiseks. Elektroni eemaldamine klorofüllist on oksüdatsioonireaktsioon. Klorofüll annetab suure energiaga elektroni mitmetele molekulaarsetele vaheühenditele, mida nimetatakse elektroni transpordiahelaks. Laaditud klorofülli reaktsioonikeskus (P680 +) taastatakse seejärel maapinnale, aktsepteerides veest eraldatud elektroni. P680 + taastav elektron saadakse lõpuks vee oksüdeerimisest O2 ja H + kaudu mitme vaheprodukti kaudu. Selle reaktsiooni käigus toodavad fotosünteetilised organismid, nagu taimed, O2 gaasi, mis on peaaegu kogu O2 allikas Maa atmosfääris. Fotosüsteem I tavaliselt töötab fotosüsteemiga II; seega taastatakse P700 + fotosüsteem I tavaliselt siis, kui ta saab elektroni, mis on mitmete tülakoidmembraani vaheühendite kaudu, kasutades fotosüsteemist II pärinevaid elektrone. Elektronülekande reaktsioonid tülakoidmembraanides on komplekssed ja P700 + regenereerimiseks kasutatud elektronide allikas võib varieeruda. Klorofülli reaktsioonikeskuse pigmentide poolt toodetud elektroni voolu kasutatakse H + ioonide pumbamiseks tülakoidmembraani kaudu, häälestades peamiselt ATP tootmisel kasutatavat keemilise potentsiaali (kogunenud keemiline energia) või taastades NADP + NADPH. NADP on universaalne aine, mida kasutatakse süsinikdioksiidi vähendamiseks suhkrutes, samuti muudes biosünteetilistes reaktsioonides. RC klorofülli-valgu kompleksid suudavad valguse ja eraldi laenguid otse teiste klorofüllipigmentide abil absorbeerida, kuid selle tõenäosus antud valguse intensiivsuses on väike. Seega absorbeerivad teised fotosüsteemi klorofüllid ja antennipigmentvalgud valgusenergiat reaktsioonikeskusele. Lisaks klorofüll a-le on nendes antennipigment-valgukompleksides ka teisi pigmente, mida nimetatakse abipigmentideks.
Klorofüll on kloori pigment, mis on struktuurselt sarnane ja toodetakse sama metaboolse rada nagu teised porfüriini pigmendid, nagu hem. Klooritsükli keskel on magneesiumioon. See avastati 1906. aastal ja esimest korda leiti eluskoes magneesiumi. 4) Klooritsüklis võib olla mitu erinevat külgahelat, mis tavaliselt sisaldavad pika ahela fütooli. Looduses leidub mitmeid erinevaid vorme, kuid klorofüll a on kõige tavalisem maismaataimedes. Pärast Saksa keemiku Richard Willstatteri algset tööd, 1905–1915, määratles Hans Fischer klorofülli üldstruktuuri 1940. aastal. 1967. aastal andis viimane jäänud stereokeemiline selgitus Jan Fleming, [13] 1990. aastal avaldasid Woodward ja kaasautorid uuendatud sünteesi. 5) Teatati, et klorofüll e esineb tsüanobakterites ja teistes hapnikku sisaldavates mikroorganismides, mis moodustavad stromatoliite 2010. aastal. C55H70O6N4Mg molekulaarne valem ja (2-formüül) klorofülli struktuur saadi NMR, optilise ja massispektri põhjal.
Valguse neeldumise mõõtmist raskendab taimsest materjalist klorofülli eraldamiseks kasutatav lahusti, mis mõjutab saadud väärtusi. Dietüüleetris on klorofüll a ligikaudne neeldumismaksimum 430 nm ja 662 nm, samas kui klorofüll b on maksimaalne maksimaalne 453 nm ja 642 nm. Klorofülli absorptsiooni piigid on 665 nm ja 465 nm. Klorofüll fluorestseerub kiirusel 673 nm (maksimaalne) ja 726 nm. Klorofülli a maksimaalne molaarabsorptsioonitegur ületab 105 M - 1 cm - 1 ja on üks suurimaid orgaaniliste ühendite väikeste molekulide puhul. 90% atsetoon-vees on klorofülli a maksimaalne neeldumis lainepikkus 430 nm ja 664 nm; klorofülli b - 460 nm ja 647 nm piigid; klorofülli c1 - 442 nm ja 630 nm piigid; klorofülli C2 - 444 nm ja 630 nm piigid; klorofülli d piigid on 401 nm, 455 nm ja 696 nm. Valguse neeldumise mõõtmisel punases ja punases spektris võib hinnata klorofülli kontsentratsiooni lehes. Fluorestsentsi emissiooni tegurit saab kasutada klorofülli sisalduse mõõtmiseks. Põnev klorofülli fluorestsents “a” madalamal lainepikkusel, klorofülli fluorestsentsi emissiooni suhe 705 nm +/- 10 nm ja 735 nm +/- 10 nm võib anda klorofülli sisalduse lineaarse sõltuvuse keemilistest testidest. F735 / F700 suhe andis korrelatsiooniväärtuse r2 0,96 võrreldes keemiliste testidega vahemikus 41 mg-2 kuni 675 mg m-2. Gitelzon on välja töötanud ka valemi klorofülli sisalduse otseseks lugemiseks milligrammides m-2. Valem näitas usaldusväärset meetodit klorofülli sisalduse mõõtmiseks alates 41 mg-2 kuni 675 mg m-2 korrelatsiooniväärtusega r2 0,95. 6)
Taimedes võib klorofülli sünteesida suktsinüül-CoA-st ja glütsiinist, kuigi klorofülli a ja b vahetu eelkäija on protoklorofülliid. Angiospermsides sõltub viimane etapp, protoklorofülliidi konversioon klorofülliks, valguse intensiivsusest ja sellised taimed on tumedates kasvades kahvatud. Mitte-veresoonte taimedel ja rohevetikatel on lisaks valgusele sõltumatu ensüüm ja nad võivad pimedas roheliseks muutuda. Klorofüll seondub valkudega ja võib imendunud energiat üle kanda õiges suunas. Protoklorofülliid esineb peamiselt vabas vormis ja valguse tingimustes toimib fotosensibilisaatorina, moodustades väga toksilisi vabu radikaale. Seetõttu vajavad taimed efektiivset mehhanismi klorofüll-prekursori koguse kontrollimiseks. Angiospermsides toimub see aminolevuliinhappe (ALA) faasis, mis on üks biosünteesi raja vaheühenditest. Taimed, mis toituvad ALA-st, koguvad kõrgeid ja toksilisi protoklorofülliidi tasemeid; ka kahjustatud reguleerimissüsteemiga mutandid. 7)
Kloos on seisund, milles lehed tekitavad ebapiisava hulga klorofülli, mis muudab need kollaseks. Kloroosi võib põhjustada raua toiteväärtus, mida nimetatakse rauakloroosiks või magneesiumi või lämmastiku puuduseks. Mulla pH omab mõnikord rolli toitevates kloroosides; paljud taimed on kohandatud kasvama teatud pH tasemega muldadel ja nende võime taluda mulla toitainete imendumist võib sõltuda sellest. Kloroosi võivad põhjustada ka patogeensed mikroorganismid, sealhulgas viirused, bakterid ja seeninfektsioonid, või imevad putukad.
Antotsüaniinid on muud taimsed pigmendid. Antotsüaniinide punase värvuse eest vastutav imendumismuster võib fotosünteetiliselt aktiivsetes kudedes, nagu näiteks Quercus coccifera noored lehed, täiendada rohelist klorofülli. See võib kaitsta lehti taimtoiduliste rünnakute eest, mida saab tõmmata roheliselt.
Klorofül on registreeritud toidulisandina (värvainena) ja selle arv on E140. Keedud kasutavad klorofülli, et värvida erinevaid toite ja jooke rohelises vormis, näiteks pasta ja absint. 8) Klorofüll ei lahustu vees ja segatakse kõigepealt väikese koguse taimeõliga, et saada soovitud lahus.
Klorofüll aitab kaasa vere moodustavate organite tugevdamisele, tagades aneemia ja hapniku rohkuse kehas. Selle antioksüdantide aktiivsus avaldab soodsat mõju erinevatele meditsiinilistele seisunditele, nagu vähk, unetus, hambahaigused, sinusiit, pankreatiit ja neerukivid. Klorofüll aitab kaasa normaalsele vere hüübimisele, haavade paranemisele, hormonaalsele tasakaalule, keha desodoreerimisele ja detoksikatsioonile ning aitab kaasa seedesüsteemi tervisele. Sellel on kasulik toime oksüdatsioonile ja põletikulistele haigustele, nagu artriit ja fibromüalgia. Sellel on vananemisvastased ja antimikroobsed omadused ning see aitab tugevdada organismi immuunsüsteemi.
Klorofüll on toiduaine, mis sisaldab palju toitaineid. See on hea vitamiinide, nagu A-vitamiini, C-vitamiini, E-vitamiini, K-vitamiini ja beetakaroteeni allikas. See on rikas antioksüdantide, oluliste mineraalide nagu magneesiumi, raua, kaaliumi, kaltsiumi ja essentsiaalsete rasvhapete poolest.
Klorofüll aitab taastada ja täiendada punaste vereliblede varusid. See toimib molekulaarsel ja rakulisel tasemel ning on võimeline meie keha taastuma. See on rikas elavate ensüümide poolest, mis aitavad puhastada verd ja suurendavad vere võimet vedada rohkem hapnikku. See on vere ehitaja ja on efektiivne ka aneemia vastu, mis on põhjustatud punaste vereliblede puudusest organismis.
Klorofüll on efektiivne vähi, näiteks inimese käärsoolevähi vastu ja stimuleerib apoptoosi indutseerimist. See kaitseb õhku, kuumtöödeldud liha ja teravilja paljude kantserogeenide vastu. Uuringud on näidanud, et klorofüll aitab piirata kahjulike toksiinide seedetrakti imendumist, mida tuntakse ka aflatoksiinidena organismis. Klorofüll ja selle derivaadi klorofülliin inhibeerivad nende prokarsinogeenide metabolismi, mis võib kahjustada DNA-d, samuti põhjustada maksa vähki ja hepatiiti. Sellega seoses läbi viidud täiendavad uuringud näitavad klorofülli keemilist profülaktilist toimet, omistades sellele antimutageensed omadused. Teine uuring näitas klorofülli efektiivsust fütokeemilise ühendina, mis vähendab onkogeneesi.
Klorofüllil on tugev antioksüdantne aktiivsus koos märkimisväärse hulga oluliste vitamiinidega. Need tõhusad radikaalsed eemaldajad aitavad neutraliseerida kahjulikke molekule ja kaitsta vabade radikaalide poolt põhjustatud oksüdatiivse stressi põhjustatud erinevate haiguste ja kahjustuste tekke eest.
Klorofülli põletikuvastased omadused on kasulikud artriidi raviks. Uuringud on näidanud, et klorofüll ja selle derivaadid häirivad bakterite põhjustatud põletiku kasvu. See klorofülli kaitsev olemus muudab selle tõhusaks koostisosaks fütosanitaarsete toodete valmistamiseks valulike meditsiiniliste seisundite, nagu fibromüalgia ja artriit, raviks.
Klorofüllil on puhastusomadused, mis aitavad keha detoksifitseerida. Hapniku ja tervete verevarustuste arvukus, mis on tingitud klorofüllist organismis, aitab vabaneda kahjulikest lisanditest ja toksiinidest. Klorofüll moodustab mutageenidega komplekse ja tal on võime siduda ja loputada organismist toksilisi kemikaale ja raskemetalle, nagu elavhõbe. See soodustab maksa detoksikatsiooni ja taastumist. Samuti on see efektiivne kiirguse kahjulike mõjude vähendamisel ning aitab kõrvaldada pestitsiide ja ravimite sadestumist organismist.
Klorofüll aitab võidelda vananemise tagajärgedega ja säilitab terved kuded, sest antioksüdandid on rikkad ja magneesium on olemas. See stimuleerib vananemisvastaseid ensüüme ja soodustab naha tervist ja noori. Lisaks sellele puhastab ja taastab neis sisalduvat K-vitamiini neerupealised ja parandab neerupealiste funktsiooni kehas.
Klorofüll soodustab tervislikku seedimist, säilitades soole mikrofloora ja stimuleerides soolestiku liikuvust. See toimib seedetrakti loomuliku ravimina ja aitab taastada kahjustatud soolekudusid. Rohelise köögivilja puudusega dieedid, mis sisaldavad peamiselt punast liha, tekitavad käärsoole kahjustuse suurenenud riski. Uuringute kohaselt hõlbustab klorofüll käärsoole puhastamist, pärssides toidulisandi põhjustatud tsütotoksilisust ja ennetades kolonotsüütide levikut. See on efektiivne kõhukinnisuse vastu ja vähendab gaasi põhjustatud ebamugavust.
Klorofüllil on närvidele rahustav toime ja see aitab vähendada unetuse, ärrituvuse ja keha üldise närvipõletuse sümptomeid.
Klorofüllil on tõhusad antimikroobsed omadused. Hiljutised uuringud on näidanud, et klorofüllil põhineva leeliselise lahuse terapeutiline toime Candida Albicans'i, Candida pärmi kasvu põhjustatud nakkuse vastu võitlemisel on inimkehas juba väikestes kogustes.
Klorofüll tugevdab raku seinu ja keha üldist immuunsüsteemi oma leeliselise olemuse tõttu. Anaeroobsed bakterid, mis aitavad kaasa haiguste arengule, ei saa püsida klorofülli leeliselises keskkonnas. Lisaks sellele on klorofüll hapnikuaine, mis soodustab organismi võimet võidelda haiguste vastu ja suurendab energia taset ning kiirendab paranemist.
Klorofüllil on deodoriseerivad omadused. See on tõhus vahend halva hingeõhu vastu võitlemiseks ja seda kasutatakse suuvee vedelikes. Halb seedetrakti tervis on üks peamisi halitooside põhjuseid. Klorofüll toimib kahekordselt, kõrvaldades halva hinge ja kõri, ning stimuleerib seedetrakti tervist, puhastades käärsoole ja verevoolu. Klorofülli deodoriseeriv toime mõjutab samuti tõhusalt haavu, millel on ebameeldiv lõhn. Seda manustatakse suukaudselt patsientidele, kes põevad kolostoomia ja ainevahetushäireid nagu trimetüülaminuuria, et vähendada fekaalide ja kuseteede lõhnu.
Uuringud näitavad, et klorofülli lahuste paikseks manustamiseks on efektiivne haavade ja põletuste ravimine. See aitab vähendada lokaalset põletikku, tugevdab keha kudesid, aitab tappa mikroobe ja suurendab rakkude resistentsust nakkuste vastu. See takistab bakterite kasvu, desinfitseerib keskkonda, muutes selle bakterite kasvu suhtes vaenulikuks ja kiirendab paranemist. Klorofüll on samuti väga efektiivne krooniliste veenilaiendite haavandite ravis.
Klorofüllirikka toidu tarbimine aitab tasakaalustada keha happe-aluse tasakaalu. Selles sisalduv magneesium on võimas leelis. Säilitades organismis sobivat leeliselisust ja hapniku taset, hoiab klorofüll ära patogeensete mikroorganismide kasvuks vajaliku keskkonna. Klorofüllis sisalduv magneesium mängib olulist rolli ka südame-veresoonkonna süsteemi tervise säilitamisel, neerude, lihaste, maksa ja aju toimimisel.
Klorofüll aitab kaasa tugevate luude moodustumisele ja säilitamisele. Klorofülli molekuli kesk-aatom, s.t. magneesiumil on oluline roll luu tervises, koos teiste oluliste toitainetega nagu kaltsium ja D-vitamiin. See aitab kaasa ka lihaste toonile, kontraktsioonile ja lõõgastumisele.
Klorofüll sisaldab K-vitamiini, mis on elutähtis vere hüübimise jaoks. Seda kasutatakse naturopaatias nasaverejooksude ja aneemia ja raskete menstruaalverejooksute raviks.
Klorofüll aitab vältida neerukivide teket. K-vitamiin on uriinis klorofülüüleetrite kujul ja aitab vähendada kaltsiumoksalaadi kristallide kasvu.
Klorofüll on efektiivne erinevate hingamisteede nakkuste ja muude haiguste, näiteks nohu, nohu ja sinusiidi ravis.
Klorofüll on kasulik seksuaalse hormonaalse tasakaalu säilitamiseks meestel ja naistel. E-vitamiin, mis on klorofüllis, stimuleerib testosterooni tootmist meestel ja östrogeeni naistel.
Klorofülli manustatakse intravenoosselt kroonilise pankreatiidi raviks. Selles osas tehtud uuringu kohaselt aitab see vähendada palavikku ja vähendab kõhuvalu ja pankreatiidi põhjustatud ebamugavust, ilma et see põhjustaks kõrvaltoimeid.
Klorofüll aitab ravida selliseid hambaprobleeme nagu püreemia. Seda kasutatakse suukaudsete infektsioonide sümptomite raviks ja rahustab põletikulisi ja verejookse.
Klorofülli lisamine igapäevasesse dieeti ei ole väga keeruline, sest peaaegu kõik rohelised taimed on rikas klorofüll a ja paljud köögiviljad, mis on meie toidu lahutamatu osa, sisaldavad klorofülli a ja ka klorofülli b. Köögiviljade tarbimine, nagu arugula, nisu idud, porrulauk, rohelised oad ja tumerohelised lehtköögiviljad, nagu petersell, kapsas, vesikriis, peed ja spinat, annavad kehale loomuliku klorofülli. Teiste allikate hulka kuuluvad kapsas, sinised rohelised vetikad, nagu kloor ja spiruliin. Cooking hävitab selles sisalduvad klorofülli ja magneesiumi, nii et toores või aurutatud köögivili on kasulikum.
Hoolimata paljude aastate kliinilisest kasutamisest ei olnud loomuliku klorofülli toksilised toimed tavapäraste annuste korral teada. Siiski võib klorofüll suukaudsel manustamisel põhjustada keele, uriini või väljaheite värvimuutust. Lisaks sellele võib klorofüll põhjustada paikselt ka kerget põletust või sügelust. Harvadel juhtudel võib klorofülli üleannustamine põhjustada kõhulahtisust, kõhukrampe ja kõhulahtisust. Selliste sümptomite korral on soovitatav pöörduda arsti poole. Rasedad või imetavad naised peaksid hoiduma kaubanduses saadaolevate klorofülli- või klorofülliinilisandite kasutamisest ohutuse puudumise tõttu.
Guajaka varjatud vereproovi läbivad patsiendid peaksid vältima klorofülliini suukaudset kasutamist, kuna see võib põhjustada valepositiivset tulemust.
Klorofüll annab päikese energiat meie kehale kontsentreeritud kujul ja on üks kasulikumaid toitaineid. See suurendab energia taset ja suurendab üldist heaolu. See on kasulik ka rasvumise, diabeedi, gastriidi, hemorroidide, astma ja nahahaiguste, näiteks ekseemi korral. See aitab ravida lööbeid ja võidelda nahainfektsioonidega. Klorofülli profülaktiline tarbimine takistab ka kirurgia kahjulikku toimet ja seda soovitatakse manustada enne ja pärast operatsiooni. Selle magneesiumisisaldus aitab säilitada verevoolu organismis ja säilitab normaalse vererõhu taseme. Klorofüll parandab üldiselt rakkude kasvu ja taastab kehas tervise ja elujõu.
http://lifebio.wiki/%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D0%BB