Chlorofyl

Chlorofyl je zelený pigment obsažený v zelených rostlinách, sinicích a některých řasách.

Absorpční spektrum chlorofylu a b

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. 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[1] a f[2] a příbuzné bakteriochlorofyly (vyskytující se v bakteriích mimo sinic) a, b, c, d, e a g. 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.

Biosyntéza chlorofylu

Biosyntéza začíná připojením glutamátu na tRNA. Vzniklá glutamyl-tRNA může být použita jak pro syntézu proteinů, tak dále při syntéze chlorofylů. 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)[3] C55H70O6N4Mg[2]
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[1] některé sinice[2]
Chlorofyl a, b, d
Chlorofyl c1 a c2
Chlorofyl a – 3D model

Reference
  1. ALLEN, M. B. Distribution of the chlorophylls. In: The Chlorophylls. New York & London: Vernon L.P. & Seely G.R., 1966. S. 511–519. (anglicky)
  2. Min Chen; SCHLIEP, Martin; WILLOWS, Robert D., Zheng-Li Cai, Brett A. Neilan, Hugo Scheer. A Red-Shifted Chlorophyll. Science. 19. srpen 2010. Online před tiskem. Dostupné online [abstrakt, cit. 2010-08-23]. ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.1191127. (anglicky)
  3. Chlorophyll Fluorescence: Understanding Crop Performance — Basics and Applications – 1.1.2 Photosynthetic pigments of higher plants, CRC Press, 2017 (Google books)

Literatura
  • Fyziologie rostlin, Academia Praha, 1995

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.