Димер хлорофилла

Рис. 10.9. Модель возможных взаимодействий между водой и двумя молекулами хлорофилла в димере Р-700 (хлорофилле а ).

Ассимиляция солнечной энергии, т.е. превращение световой энергии в химическую, стартует с поглощения кванта света светособирающими молекулами (антеннами) на поверхности мембраны. Электронное возбуждение безизлучательно передается специальным молекулам внутри мембраны - димерам хлорофилла. Эти димеры хлорофилла входят в состав молекулярных образований, которые называются РЦ фотосинтеза. РЦ фотосинтеза - это достаточно жесткий молекулярный комплекс (молекулярный аппарат). Далее в РЦ происходит процесс разделения зарядов возбужденный димер хлорофилла отдает электрон первичному акцептору электрона. Этот процесс происходит в пикосекундном диапазоне времен. Например, в РЦ пурпурной бактерии в качестве первичного акцептора выступает бактериофеофитин, электрон живет сотни пикосекунд на фео-фитине и переносится на первичный хинон Рд. [c.106]

Как видно из рис. 8.9, максимум длинноволнового спектра поглощения хлорофилла в хлоропластах сдвинут в красную область по сравнению с максимумом хлорофилла в растворе. Этот эффект частично может быть объяснен комплексообразо-ванием молекул хлорофилла с белками. При более детальном изучении спектров поглощения хлоропластов удается различить по крайней мере две спектральные формы хлорофилла, которые, возможно, обусловлены комплексообразованием хлорофилла а с различными белками или мономерами и димерами хлорофилла. Эти две спектральные формы хлорофилла приписывают пигментным системам I и II, или фотосистемам I и II (ФС I и ФСП), фотохимические реакционные центры которых имеют характерные полосы поглощения с максимумами при700 и 680 нм соответственно (обозначаются как Р оо и Резо). Возможно, более коротковолновый спектр поглощения ФС II по сравнению со спектром ФС I связан с наличием вспомогательных пигментов (например, хлорофилла Ь у зеленых растений). Однако флуоресцентные исследования показывают, что энергия [c.233]

Известно, что хлорофилл а образует с водой комплексы разного состава. При концентрации хлорофилла а 1,1-10 моль/л в спирто-водной смеси 1 2 происходит только заметное понижение интенсивности длинноволновой полосы поглощения, полоса Соре изменяется очень мало. При понижении концентрации спирта до 10% появляется выраженный максимум при 720 нм, кривые спектров проходят через изобестическую точку, основной максимум при 671 нм смещается до 677 нм. Наблюдаются изменения и других полос. Эти изменения в спектрах отражают димеризацию и дальнейшую полимеризацию в растворе красителя максимум в спектре при 671 нм относят к полосе мономера, 677 нм — димера, 720 нм — к сложным агрегатам. [c.16]

Неравновесные электронно-возбужденные состояния молекул играют решающую роль в первичных актах фотосинтеза. Кванты света поглощаются системой молекул хлорофилла, затем по экситонному механизму энергия возбуждения передается димеру хлорофилла с послед, фотохим. разделением заряда. Порождаемые внеш. воздействием (светом, хим. превращениями в среде) неравновесно возбужденные атомы, молекулы, сложные мол. комплексы обусловливают высокую избирательность биохим. р-ций, управление и самоорганизацию хим., биол. и физиол. процессов, характерных для живой природы (см. Самоорганизация в неравновесных процессах). [c.219]

Реакционный центр П. Пигмент реакционного центра П представляет собой также комплекс хлорофилла с белком, содержащий димер хлорофилла а, известный как хлорофилл ац, или Р-680. Хотя иной характер поглощения света этим пигментом указывает на то, что молекулы хлорофилла а находятся здесь в другом молекулярном окружении или по-иному ориентированы, чем в случае пигмента Р-700, процессы поглощения света и окисления, происходящие в реакционном центре П, сходны с аналогичными процессами в реакционном центре I. Здесь также энергия электронного возбуждения передается с хлорофилла антенны на хлорофилл ац, который подвергается возбуждению с последующим окислением до катион-па хикала и делокализацией неспаренного электрона. В этом случае электрон передается на первичный акцептор электрона фотосистемы И р (Х-320). Затем катион-радикал хлорофилла йц восстанавливается, получая электрон от донора Z. Таким образом, фотосистема П эффективно переносит электроны от 2 на Р (рис. 10.10). [c.341]

На основании полученных результатов можно утверждать, что фталоцианин, так же как хлорофилл и его производные, обладает склонностью к образованию ассоциатов, по-видимому димеров. [c.465]

В сильно отвоженных углеводородных растворителях, в которых хлорофилл но крайней мере частично агрегирован, значения Фт уменьшаются не менее чем в пять раз [159]. Выход флуоресценции в таких растворителях также очень низок [561]. Эти результаты в какой-то степени можно объяснить фоторазложением димера хлорофилла с образованием мономеров в триплетном и основном состояниях 1679. [c.55]

Эти результаты, очевидно, в какой-то мере подтверждают выводы Ливингстона, считающего, что состояние хлорофилла в неполярных растворителях отличается от его состояния в растворах, содержащих хотя бы небольшие следы спирта или воды. Евстигнеев, Гаврилова и Красновский Р6 предполагали, что в отсутствие полярных молекул хлорофилл димеризован и что димер диссоциирует под влиянием молекул кислорода, так как димеризация обусловлена ненасыщенными валентностями магния, которые могут быть насыщены также и кислородом. Однако последующие результаты их собственных исследований [107] сделали это объяснение действия кислорода излишним. [c.56]

Небольшие изменения поглощения соответствуют также процессу рекомбинации мономерного и триплетного хлорофиллов с образованием димера. [c.51]

Наконец, в настоящее время методами наносекундного и пикосекундного лазерного флеш-фотолиза проведено большое число исследований хлорофиллов и других порфиринов в виде димеров с фиксированным положением молекул друг относительно друга, а также систем, в которых молекулы, подобные хлорофиллу, связаны с другими молекулами типа хинонов и каротиноидов [123, 510, 602, 644, 8451. Такие работы способствуют дальнейшему продвижению в понимании механизма фотосинтеза и в разработке искусственных систем преобразования солнечной энергии. [c.70]

Большинство работ, выполненных методами флеш-фотолиза и импульсного радиолиза, посвящено определению важнейших параметров возбужденных состояний мономеров хлорофилла и бактериохлорофилла в растворе, таким, как квантовый выход образования, спектр поглощения, время жизни и (в особенности для ВСЫ) величина Ят. а также скорости реакций переноса энергии и электрона. Однако реакционные центры фотосинтетических систем (фотосистемы I и фотосистемы фотосинтезирующих бактерий) содержат так называемую специальную пару сильно взаимодействующих молекул СЫ или ВСЫ поэтому флеот-фотолиз также применялся для исследований димеров хлорофилла. [c.68]

Перенос электронов в хлоропластах в общих чертах представлен на рис. 6.8. Первичный донор электронов в фотосистеме I, обозначаемый как Р700, представляет собой димер хлорофилла а и имеет много общего с бактериальным P j7o. Потенциал полувосстановления невозбужденной формы Р700 составляет +450 мВ. При возбуждении потенциал сдвигается в отрицательную область (рис. 6.9) и комплекс испускает электрон. Сдвиг спектра каротиноидов (разд. 6.3), который был впервые зарегистрирован именно в хлоропластах, указывает на то, что электрон переносится через мембрану быстрее чем за 20 не. Природа первичного акцептора электронов в фотосистеме I не ясна, однако установлено, что связанный ферредоксин с fm.r около —570 мВ восстанавливается очень быстро. Перенос элект- [c.140]

В определенных условиях хлорофилл может фотовосстанавливаться предполагают, что первым фотохимическим актом этого процесса является перенос электрона от одной молекулы хлорофилла на другую в пределах димера или (в бактериях) от молекулы бактериохлорофилла на бактериофеофитин. [c.48]

В полярных растюрителях хлор< иллы существуют в виде монш1ерныж сольватов. В то же время димеры хлорофилла и бак- [c.45]

Как уже отмечалось в данной главе, два наиболее распространенных механизма химического тушения представляют собой окислительновосстановительные процессы [см. уравнение (23.1)] и образование комплексов [ем. уравнение (23.2)]. Последнее особенно вероятно в тех случаях, когда тушителем является другой краситель с перекрывающейся полосой поглощения, так что условия близки к самотушению. При этом постоянная связь тушителя с флуоресцирующей молекулой также, повидимому, может иметь место (аналогично постоянной димеризации, рассмотренной на стр. 170). Изучение влияния тушителя на спектр поглощения флуоресцирующего вещества и зависимости тушения от концентрации тушителя может помочь отличить тушение вследствие комплексообразования от тушения, происходящего при кинетических встречах однако в настоящее время для растворов хлорофилла таких данных очень мало. Наконец, по аналогии с вышеописанным механизмом самотушения (стр. 168), должна существовать еще одна возможность тушения, когда тушитель находится в резонансе с флуоресцирующей молекулой — слзгчай тушения без образования комплекса и без кинетических соударений. Тушение будет происходить путем передачи энергии возбуждения на расстояния, значительно большие, чем диаметры соударения. Если молекулы тушителя не флуоресцируют, то они будут служить ловушками так же, как это было постулировано Фёрстером для димеров. Вавилов и его сотрудники [75, 87, 88] нашли соответствующие примеры этого типа тушения флуоресценции красителей другими нефлуоресцирующими веществами, способными к резонансу с ними. Однако сильные тушители, перечисленные в табл. 30, обязаны своей эффективностью, конечно, не резонансному механизму передачи. Все они являются окислителями, и это указывает скорее на химическое взаимодействие, нежели на физический перенос энергии. Кроме того, они не имеют полос поглощения в красной области спектра и поэтому не могут находиться в резонансе с возбужденными молекулами хлорофилла. Их самые низкие возбужденные уровни должны лежать значительно выше флуоресцентного уровня А хлорофилла. [c.188]

Механизм переноса электронов. Первичным светоиндуцированным процессом, происходящим в фотосистеме I, служит сдвиг электронов от Хл 700 (роль которого, по-видимому, играет димер хлорофилла а) к промежуточному акцептору Ао. Есть основания полагать, что функцию Ао выполняет другой хлорофилл а. Практически нет данных о природе следующего редокс-центра — Ль Возможно, его роль играет витамин Кь Считают, что окислительно-восстановительные потенциалы у Ло и Л1 более отрицательны, чем у первичного стабильного акцептора FeSs (—0,73 В). [c.69]

Флуоресценция эфирных растворов хлорофилла не соответствует этой гипотезе, и нужны дальнейшие опыты, чтобы выяснить, будет ли сохраняться фдуоресценция при более тщательной очистке. Ливингстон предлагает также другое возможное объяснение явлений активации. Оно состоит в том, что хлорофилл образует в чистых углеводородах нефлуоресцирующие димеры, которые затем диссоциируют [c.181]

Для исследования хлорофиллов а и Ь, полученных в сухом метилциклогексане, содержащем 0,01 моль/дм метанола, был использован рубиновый лазер = 694 нм) излучение которого не поглощается мономерами [6791. Основной вывод работы состоит В наблюдении сразу после возбуждения увеличения поглощения, зарегистрированного при 620 нм, распад которого (как и следует ожидать для триплетного состояния хлорофилла см. разд. 2.1.4.2) описывается сложной кинетикой в сравнении с более быстрой релаксацией выцветания при 695 нм. Эти изменения обратимы и ооотаетствушт горазложению димера с образованием триплетного и основного состояний двух молекул хлорофилла, т. е. в соответствии со схемой [c.51]

Порфириновые кольца молекул хлорофилла, принадлежащие соседним субъединицам квантасом, могут образовывать пары (димеры), располагающиеся в пространстве между субъединицами. [c.95]

Отдельные, не взаимодействующие между собой молекулы (мономеры) с максимумом поглощения 661 — 662 нм для хлорофилла а, могут присутствовать на поверхности лишь при очень малых степенях заполнения ( 0,01). Уже при степени заполнения 0,05 на поверхности аэросила хлорофилл а в значительной степени димеризован. Это соответствует поглощению при 665, 670 нм. С повышением поверхностной концентрации число димеров в адсорбционном слое растет, а также появляются три- и тетрамеры хлорофилла а. В концентрированных адсорбционных слоях наряду с ними возможно присутствие полимерных цепочек из 3—6 молекул пигмента доля трехмерных структур и микрокристаллов незначительна. [c.223]

В состав ФС I в качестве реакционного центра входит димер пигмента П700 (хлорофилл а с максимумом поглощения 700 нм), а также хлорофиллы 0575-695. играющие роль антенного компонента фотосистемы I (табл. 3.1, см. рис. 3.10). Первичным акцептором электронов в этой системе является мономерная форма хлорофилла вторичными акцепто- [c.80]

При окислении Р700 образуется катион-радикал, сигнал ЭПР которого характеризуется g-фактором 2,0026, а полуширина приблизительно в д/2 раз меньше, чем полуширина сигнала ЭПР катион-радикала мономера Хла в растворе. Это свидетельствует в пользу того, что Р700 может представлять собой димер Хл а, в котором электронная плотность делокализуется между двумя молекулами хлорофилла а, образующими -Ртоо- [c.320]

Около люменальной поверхности в пределах субъединиц РваА и РваВ локализуются две молекулы хлорофилла а, расстояние между центрами которых составляет 7-9 А. Такому димеру приписывается роль первичного донора электронов (Р700) [c.322]

И соседняя (или соседние) молекула. Последней может быть биологическая молекула того же (димеры тимина, цитозина, урацила) или другого (димеры тимин-цитози-на, цитозин-урацила) типа, а также неорганические молекулы НгО, Ог (гидрат урацила, превращение —S—S->2SH в белках, протохлорофиллид-> хлорофиллид при биосинтезе хлорофилла). [c.368]

Ферредоксин NADP-оксидоре-дуктаза с PAD в качестве кофермента — 0,36 Никотинамидадениндинуклеотид-фосфат окисленный —0,32... —0,36 Хлорофилл а (димер) с максимумом поглощения 700 нм — реакционный центр -1-0,40...+ 0,45 [c.81]

Хлб8о, входящий в состав фотосистемы И, относится к группе хлорофиллов а. Возможно, что Хлеео является димером. Раньше считали, что он связан с тяжелыми субъединицами фотосистемы II. Однако это предположение было поколеблено после выяснения аминокислотных последовательностей. Оказалось, что субъединицы массой 39 и 39,5 кДа похожи на М- и L-субъединицы комплекса бактериальных реакционных центров. Подобно этим субъединицам, они несут центры связывания первичного и вторичного хинонов (в этом случае PQa и PQb)- 39 кДа-субъединица специфически связывает гербициды. [c.70]

По данным Беосела Кока, Р 700 представляет собой реакционный цент р ФС I. Это одна из форм Хл а существует в виде димера с максимумом поглощения в красной области около 700 нм. Обесцвечивается нри окислении. На 400 молекул хлорофилла приходится примерно 1 молекула Р 700. Окнслительно-восстановительный потенциал = 430—530 мВ. Переносит один электрон. [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология