ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Хлорофилл из "Химия биологически активных природных соединений" Характерной особенностью структуры хлорофиллов является наличие циклопентаиоиового кольца (изоциклическое кольцо) и остатка пропионовой кислоты в кольце IV, этерифицированного фитолом. Как и гемоглобин, хлорофилл связан с молекулой белка, и только в такой форме он физиологически активен. [c.167] Микроскопическое изучение строения листа показывает, что хлорофилл распределен не по всей протоплазме, а сосредоточен в хлоропла-стах. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что внутри хлоропластов имеются еще более мелкие тельца — гранулы, которые и содержат хлорофилл. Помимо хлорофилла в составе хлоропластов обнаружены белки, липиды, углеводы, ферменты, витамины, вещества неорганического происхождения и ряд пигментов, например каротиноиды. Предполагают, что белок в хлоропластах также участвует в фотосинтезе благодаря наличию системы цистин—цистеин (сульф-гидрильные группы — промежуточные переносчики ионов водорода). [c.167] Идея о связи хлорофилла с белком принадлежит русским ученым. Еще М. С. Цвет указывал на то, что хлорофилл в пластиде не свободен, а адсорбционно связан с белком. Им был предложен довольно удачный термин — хлороглобин, подчеркивающий сходство между гемоглобином и хлорофилл-белковым комплексом. [c.167] Дальнейшие исследования подтвердили это предположение. Для выяснения природы связи хлорофилл — белок изучали спектры комплексов хлорофилла с белками и более простыми пептидами (глицил-лей-цин, пептон, альбумин, протамины). Показано, что молекулы хлорофилла связаны химическими связями с кислотными и основными группами белка. В целом вопрос о типе связи хлорофилл — белок остается пока открытым. Еще нет метода, позволяющего определить точную ориентацию молекул пигмента и других молекул внутри хлоропласта. [c.167] Электронные микрофотографии хлоропластов различных растений дают хорошее качественное подтверждение ламеллярной (пластинчатой) структуры хлоропластов. Они состоят из 20—30 параллельных липидных слоев, отделенных от водно-белковых слоев мономолекулярны-ми пленками хлорофилла, причем гидрофильная порфириновая головка каждой молекулы хлорофилла входит в водно-белковый комплекс, а липофильный фитольный хвост — в липидный слой. Каждый липидный слой имеет толщину 5,0 нм, разделяющие же их водно-белковые слои — около 25 нм. [c.167] В молекуле хлорофилла а (см. стр. 166) имеется циклопентановое кольцо с карбонильным кислородом при Сэ и карбоксильной группой при Сю, этерифицированной метиловым спиртом. Пиррольное ядро I содержит винильную группу, ядро IV — остаток пропионовой кислоты, этерифицированной фитолом С20Н39ОН. При атомах Ст и С ядра IV расположены дополнительные атомы водорода в транс-ориентации. Молекула содержит три асимметрических атома углерода — С , Са и Сп. [c.168] При действии на хлорофилл и его производные горячих растворов щелочей расщепляется изоциклическое кольцо и возникает трикарбоно-вая кислота (хлорин ев), дающая при этерификации диазометаном три-метиловый эфир (см. схему II на стр. 169). [c.168] При действии щелочи в условиях, исключающих окисление кислородом воздуха, должно было бы произойти обычное гидролитическое расщепление циклопентанонового кольца с образованием хлорина ее. [c.169] Хлорофилл а, так же как и гемин, при обработке щелочью в мягких условиях дает порфирины, что указывает на близкое родство между этими пигментами. Это подтверждает и тот факт, что из продуктов деструктивного восстановления хлорофилла были выделены гемопиррол, криптопиррол и филлопиррол, а из продуктов окислительного распада — имид гематиновой кислоты, как и в случае гемина. [c.170] Замещенные хлорины, являющиеся продуктами распада хлорофилла, также могут быть превращены в порфирины. При обработке хлоринов раствором иодистого водорода в уксусной кислоте при 50 °С они восстанавливаются в бесцветные лейкосоединения, вероятно, порфириногены винильная группа при этом также восстанавливается. Окисление лейкосоединений кислородом воздуха дает порфирины. [c.170] Синтез хлорофилла а. Одним из ближайших производных хлорофилла а является хлорин ее, триметиловый эфир которого легко превращается в хлорофилл. [c.172] В синтезе хлорина основными моментами являются порфириновая конденсация и превращение порфинового ядра в хлориновое присоединением дополнительных атомов водорода в положения 7 и 8 кольца IV. Классические синтезы порфиринов протекают в очень жестких условиях, приводят к смеси большого числа соединений и обычно дают очень малый выход. При получении относительно простых порфиринов в ряде случаев получаются вполне удовлетворительные выходы, однако для синтеза более сложных порфиринов, имеющих ряд реакционноспособных заместителей, эти способы едва ли применимы. [c.172] Хлорофилл Ь. Хлорофилл Ь размягчается при температуре 86—92 °С. По растворимости близок к хлорофиллу а. Растворы его в большинстве растворителей имеют цвет от зеленого до желто-зеленого с красной флуоресценцией. [c.177] Вернуться к основной статье