Хлорофилл (от греческого "хлор", "зеленый" и "лист") представляет собой семейство зеленых пигментов, встречающихся в цианобактериях, и всех тех организмов, которые содержат пластиды в своих клетках, включая растения и различные эукариотические водоросли. По химическому строению хлорофиллы - магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофилл - чрезвычайно важная биомолекула, критическая для фотосинтеза, процесса, который позволяет растениям и водорослям поглощать энергию от солнечного света.
История
Хлорофилл был обнаружен в 1817 году французскими химиками Пеллетье (1788-1842) и Каванту (1795-1877), которым удалось выделить его из листьев растений. Пеллетье представил методы, основанные на использовании мягких растворителей, которые позволили выделить не только хлорофилл, но и вещества с большим фармакологическим значением, такие как кофеин, колхицин и хинин.
Описание
Хлорофиллы представляют собой группу пигментов, обнаруженных у эукариотических организмов, которые обладают хлоропластами (растениями, водорослями) и некоторыми прокариотами: бактерии, которые не обладают хлоропластами (цианобактериями, зелеными и фиолетовыми бактериями), а пигменты обнаружены в мембранных системах внутренние: (везикулы, ламелла, хроматофоры).
Химическая структура молекулы хлорофилла
Структура молекул хлорофилла состоит из двух частей: порфиринового кольца, содержащего магний и функцией которого является поглощение света, и гидрофобной фитольной цепи, функция которой заключается в поддержании хлорофилла, интегрированного в фотосинтетическую мембрану.
Расположение в ячейках
Хлорофиллы встречаются в мембранах тилакоидов, которые в цианобактериях являются инвагинациями плазматической мембраны, а в бляшках эукариотических клеток распространяются внутри везикулы. Хлорофиллы появляются в мембране, к которой прикреплены боковой цепью, образованной фитоловым остатком, связанным с белками и другими пигментами, с которыми они образуют фотосистемы.
Каждая фотосистема содержит около 200 молекул хлорофилла, в дополнение к вспомогательным пигментам, с которыми она образует так называемую антенну. Антенна состоит из упорядоченных наборов молекул хлорофилла, других пигментов и белков, которые называются светокомплексными комплексами. Только одна молекула хлорофилла в каждой фотосистеме должным образом преобразует лучистую энергию (свет) в химическую энергию, когда она получает фотон с достаточной энергией от молекул антенны, которые его пропускают.
[править]Абсорбция и цветовой спектр
Поскольку хлорофиллы обычно имеют два типа поглощения в видимом спектре, один в среде синего света (длина волны 400-500 нм), а другой в красной зоне спектра (600-700 нм); Однако они отражают среднюю часть спектра, самую большую и соответствующую зеленому цвету (500-600 нм). Именно по этой причине хлорофиллы являются зелеными и дают организмы, или те ткани, которые имеют активные хлоропласты в своих клетках, а также ландшафты, которые они образуют.
Разнообразие и таксономическое распределение
Различные формы хлорофилла распределены неравномерно в разнообразии кислородных фотосинтезаторов.
Экология
Хлорофилл легко обнаруживается благодаря его поведению против света. Оптическое измерение концентрации хлорофилла в образце воды дает мало работы и позволяет достаточно оценить концентрацию фитопланктона (микроскопических водорослей) и, косвенно, биологической активности. Таким образом, измерение хлорофилла является важным инструментом для мониторинга процессов эвтрофикации.
Наличие хлорофилла также измеряется системами дистанционного зондирования, которые сообщают о распределении первичной продукции, включая сезонные колебания и межгодовые колебания. Таким образом, измерение хлорофилла помогает исследованию изменения климата и глобальной шкалы.
Хлорофилл в области здоровья человека
Хлорофилл и хлорофиллин имеют антиканцерогенный и антимутагенный потенциал, могут помочь защитить от некоторых токсинов и могут улучшить побочные эффекты некоторых препаратов. Он эффективен в уменьшении мочевой и фекальной боли, в некоторых случаях может помочь облегчить запоры. Это может быть полезно при лечении камней оксалата кальция и может иметь антиатерогенную активность.
Литература
Speer, Brian R. (1997). "Photosynthetic Pigments" на сайте UCMP Glossary (online). University of California, Berkeley Museum of Paleontology. Verified availability August 4, 2005. (англ.)