Железо синтез хлорофилла

Таким образом, уже в 30-х годах было доказано, что в химическом отношении молекула хлорофилла и простетическая группа гемоглобина одинаковы (рис. 6), так как представляют собой металлопорфирины с той лишь разницей, что в состав первого входит магний, а второго — железо. При этом, однако, следует иметь в виду большое биологическое значение железа для синтеза хлорофилла. Хотя железо и не входит в состав хлоро- [c.178]

ХЛОРОЗ РАСТЕНИЙ И РОЛЬ ЖЕЛЕЗА В СИНТЕЗЕ ХЛОРОФИЛЛА [c.215]

Железо. Без Ге в листьях не образуется хлорофилл, они заболевают хлорозом. При недостатке железа уменьшается образование этого пигмента и падает интенсивность зеленой окраски. Однако железо не входит в хлорофилл. Долгое время роль его в синтезе этого вещества признавалась косвенной. Полагали, что железо регулирует течение окислительно-восстано-вительных процессов в синтезе хлорофилла. Недавно в эти представления внесена ясность. Оказалось, что ферменты, принимающие участие в образовании хлорофилла, содержат железо. Известна цитохромная система их, ускоряющая реакции окислительного фосфорилирования. В ее составе имеются железо-порфирины, которые переносят электроны при окислении и восстановлении. Принимая электрон, трехвалентное железо превращается в двухвалентное отдавая электрон, двухвалентное железо переходит в трехвалентное. Недостаток железа задерживает и синтез ауксинов в растении. [c.312]

В последние годы установлено, что К способствует лучшему использованию железа для целей синтеза хлорофилла. Это в особенности заметно при недостатке в питательной среде доступного растению Ре. Это позволяет объяснить давно известные в практике случаи устранения хлороза у картофеля путем подкормки рас- [c.421]

Исследователи, занимающиеся изучением физиологической роли марганца, признают прямую взаимосвязь между наличием элемента и окислительно-восстановительными процессами растительной клетки. Марганец, как полагают, находится в связи почти со всеми основными процессами и функциями организма. Установлено значение марганца для процессов дыхания, фотосинтеза, обмена азота, железа, синтеза хлорофилла и, наконец, роста и обмена ауксинов. В этом случае, как и для бора, столь широкий круг исследований обусловлен отсутствием до настоящего времени окончательных данных по механизму действия этого элемента. Выводы многих авторов об участии марганца в окислительных процессах до сих пор еще строятся на давно известных фактах активирования этим элементом окислительных ферментов. [c.83]

Железо необходимо и растениям оно участвует в окислительновосстановительных процессах, в кислородном обмене. При недостатке железа в почве растения заболевают, замедляется синтез хлорофилла, задерживаются их рост и развитие. [c.429]

В составе многих белковых веществ находится сера казеин молока содержит фосфор в гемоглобине крови содержится железо, в хлорофилле—магний. Для различного рода синтезов большое значение имеют органические вещества, содержащие галоиды. [c.27]

Представление о том, что образованию как хлорофиллов, так и гемов предшествует синтез протопорфирина, после чего пути биосинтеза расходятся, в настоящее время стало общепризнанным. Включение в молекулу протопорфирина атома магния приводит через ряд последовательных превращений к синтезу хлорофилла, тогда как включение железа сопровождается образованием гема. Все это еще раз свидетельствует о новом подтверждении функциональной близости М - и Ре-производных порфиринов. Таким образом, вопрос о путях синтеза хлорофилла и гемоглобина в организмах перешел за последние годы из области чисто теоретических построений на твердую почву эксперимента. [c.192]

Для нормального развития и, в частности, для синтеза хлорофилла растение должно поглощать железо. Почва обычно хорошо обеспечена железом, и количества, поглощаемые растениями, незначительны. Следовательно, не может возникать проблем, связанных с питанием растений железом. Хлороз железа, проявляющийся в пожелтении зеленых частей (исчезновение хлорофилла), очень редко бывает обусловлен недостатком железа, а чаще всего тем обстоятельством, что его поглощение тормозится избытком кальция, который связывает железо в почве. Он может быть также обусловлен чрезмерной щелочностью сока, которая снижает скорость перемещения железа в тканях растений. Это также типичный обусловленный недостаток. [c.188]

Например, для всех растений жизненно важное значение имеет зеленый координационный комплекс магния, известный под названием хлорофилла. Комбинация магния и координированных вокруг него групп придает хлорофиллу электронные свойства, которыми не обладает данный металл или его ион в частности, хлорофилл способен поглощать видимый свет и использовать его энергию для химического синтеза. Все организмы, которые дышат кислородом, нуждаются в цитохромах, координационных соединениях железа, которые играют важную роль в процессах расщепления и сгорания пищи, а также в накоплении высвобождающейся при этом энергии. Более сложные организмы нуждаются в гемоглобине-еще одном комплексе железа благодаря координированным к железу группам гемоглобин связывает молекулы кислорода, не окисляясь при этом. Многие области биохимии на самом деле представляют собой не что иное, как прикладную химию координационных соединений переходных металлов. В данной главе мы познакомимся со строением и свойствами некоторых координационных соединений. [c.205]

Работы, проведенные на кафедре физиологии растений МГУ, показывают, что внесение хелатов позволяет устранить хлороз, вызванный недостатком железа в питательной среде. Хелаты позволяют также устранить неблагоприятное влияние, оказываемое на синтез хлорофилла избытком марганца в питательной среде. [c.432]

Таким образом, активность многих железосодержащих ферментов резко снижается при простом лишении растений железа. Весьма отчетливо сказываются на содержании каталитически активных соединений железа и синтезе хлорофилла любые другие нарушения в составе питательной среды. Внутренняя взаимосвязь этих двух сторон действия недостатка железа и биохимическая сущность явления хлороза изучены пока недостаточно. [c.222]

Калий играет существенную роль в превращениях углеводов. Лучший источник калия — соли ортофосфорной кислоты. Магний необходим для зеленых и пурпурных серобактерий, у которых входит в состав хлорофилла. У других бактерий магний является активатором ферментов и находится в ионном состоянии. Источником магния могут служить сернокислые и другие его соли. Кальций усваивается из растворимых солей. Роль его в клетке, как и роль натрия, не выяснена. Железо входит в состав простетических групп цитохромных ферментов. Без железа резко падает окислительная активность аэробных организмов. Микроэлементы 2п, Мп, Со, Сс1, Л, Вг, В участвуют в синтезе ферментных белков. Поэтому микроэлементы резко стимулируют жизнедеятельность микроорганизмов [c.92]

Магний входит в состав хлорофилла, усиливает синтез белков, углеводов, липидов и других веществ. Железо участвует в образовании хлорофилла, а также содержится в ряде дыхательных ферментов. Микроэлементы (например, молибден, марганец, медь) играют очень важную роль в жизни растений, так как входят в состав ферментов, катализирующих многие процессы обмена веществ. [c.9]

Биологическая роль порфиринов значительно шире их участия в построении систем гемоглобина и хлорофилла. Установлено, что без них живые организмы не могли бы приспособиться при переходе от ранней восстановительной к современной окислительной атмосфере. Есть основания полагать, что абиогенный синтез порфирина и далее гема и хлорофилла осуществлялся конденсацией янтарной кислоты (возникшей из уксусной кислоты) и глицина в а-амино-Р-кетоадипиновую кислоту, которая после декарбоксилирования превращалась в б-аминолевулиновую кислоту две ее молекулы, взаимно конденсируясь, образовали пиррольное ядро. Серия последующих процессов окисления и конденсации привела к тетра-пиррольной порфириновой системе. Далее синтез гема и хлорофилла осуществлялся почти тождественной, совпадающей последовательностью реакций, разветвившихся на стадии образования комплексов железа и магния [c.546]

Получение веществ искусственным путем — важная н увлекательная задача химии. Однако в природе н.меется много химических превращений, механизмы которых пока неизвестны ученым. Раскрытие этих секретов природы должно принести огромные материальные выгоды. Так, связывание молекулярного азота в химические соединения в промышленности осуществляется в чрезвычайно жестких условиях. Синтез аммиака из азота и водорода происходит при высоком давлении (тысячи паскалей) и температуре (сотни градусов), а для синтеза оксида азота (И) из азота и кислорода характерна температура около 3000 °С. В то же время клубеньковые бактерии на бобовых растениях переводят в соединения атмосферный азот при нормальных условиях . Эти бактерии обладают более совершенными катализаторами, чем те, которые используют в промышленности. Пока известно лишь, что непременная составная часть этих биологических катализаторов — металлы молибден и железо. Другим чрезвычайно эффективным катализатором является хлорофилл, способствующий усваиванию растениями диоксида углерода также при нормальных условиях. [c.10]

Цианамид оказывает глубокое физиологическое действие на зеленые листья. С тяжелыми металлами — железом, медью, цинком — цианамид образует нерастворимые соли и, следовательно, разрушает ферменты, регулирующие фотосинтез, разрушает хлорофилл и каротин. При увеличении концентрации ингибирует дыхательные ферменты (каталазу). При этом прекращается синтез органических веществ в листьях, разрушаются белковые соединения. Некоторые исследователи считают, что под влиянием дефолианта в зеленых листьях происходят те же качественные изменения, что и при их естественном опадении, но протекающие более интенсивно. [c.338]

Железо. При отсутствии железа в растениях не образуется хлорофилл, хотя в составе его железа нет. Следовательно, роль железа в образовании хлорофилла не прямая, а косвенная железо участвует в процессах окисления и восстановления (обычно под окислением понимают присоединение кислорода или отдачу водорода, а под восстановлением — отдачу кислорода или присоединение водорода). Процессы же эти имеют большое значение при синтезе и распаде многих сложных соединений в растительном организме, к которым принадлежит и хлорофилл. [c.43]

Ограничение метаболизма порфиринов у высших растений путем развития пластид иллюстрируется исследованиями на мутантах ячменя альбина-7 и ксапта-23, которые имеют лишь частично развитые пластиды. У проростков этих двух мутантов образуется нормальное количество пигмента при снабжении их соответственно аспартатом или лейцином [28]. Эти наблюдения свидетельствуют также о взаимодействии между клеточными процессами, контролируемыми ядерными генами (например, метаболизмом лейцина), и развитием пластид с сопутствующим синтезом хлорофилла. Другим примером регуляции ядром питания пластид служит рецессивный признак кукурузы желтая полоса 1 (уз ). Гомозиготные по рецессивному гену ув растения, выращенные в присутствии некоторых форм железа или при пизких концентрациях фосфора, являются фе-нокопиями кукурузы дикого типа ([3]). Обычно не ясно, влияет ли хлороз, обусловленный недостатком минеральных элементов, непосредственно на образовапие какого-то фермента биосинтеза порфиринов или же он влияет на развитие пластид в целом. Аномалии пластид встречаются у растений при недостатке железа или магния [17, 89]. [c.460]

Важным примером делокализации и поглощения энергии является хлорофилл, который обсуждался в послесловии к гл. 20. Ароматическое кольцо, окружающее ион Mg , представляет собой протяженную делокализо-ванную систему, образуемую порфирином (см. рис. 20-19). Электронные энергетические уровни этой системы обусловливают поглощение света с одним максимумом в фиолетовой области, при 430 нм, и вторым максимумом в красной области, при 690 нм (см. рис. 20-22). При поглощении света молекулой хлорофилла ее электрон возбуждается на более высокий уровень это позволяет хлорофиллу восстанавливать ионы Ге " в ферре-доксине, белке с молекулярной массой 13000, который содержит два атома железа, координированные к сере. Последующее окисление ферредоксина служит источником энергии для протекания других реакций, которые в конце концов приводят к расщеплению воды, восстановлению диоксида углерода и, наконец, к синтезу глюкозы, С НиОв. [c.307]

В настоящее время считается общепризнанным, что образованию хлорофиллов, как и гемов, предшествует синтез протопорфирина IX. Включение атома железа в молекулу прото-порфприна приводит к образованию гема, а включение атома магния приводит через ряд последовательных превращений к синтезу хлорофилла. Т. Н. Годнев (1959) считает, что ход биосинтеза хлорофилла может быть представлен следующей схемой [c.303]

Богорад [85] высказал гипотезу, что подавление синтеза хлорофилла, вероятно, происходит на уровне АЛК-синтетазы. Растения, у которых развился хлороз из-за недостатка железа, почти не синтезируют порфиринов, но могут синтезировать хлорофилл, если их снабжают АЛК [86]. Когда этиолированные растения фасоли и пшеницы, очень чувствительные к амитролу, выставляют на свет, после скрытого периода длительностью 6—8 час в них происходит быстрое накопление хлорофилла [87, 88]. Если этиолированные всходы этих растений выставляют на свет на несколько минут и убирают вновь в темное помещение на несколько часов, то когда их повторно выставляют на свет, накопление хлорофилла начинается сразу же, без скрытого периода [87, 88]. Добавление левомицетина до предварительного освещения сильно подавляет синтез хлорофилла, но чем больше интервал времени между предварительным освещением и обработкой левомицетином, тем в меньшей степени подавляется синтез хлорофилла [89]. Амитрол действует точно так же, как и левомицетин. Если растения обрабатывают амитролом как раз перед предварительным освещением, то он подавляет синтез хлорофилла на 50%, но если растения обрабатывают как раз перед тем, как их повторно выставят на свет, [c.198]

В последних работах кафедры физиологии растений МГУ доказано, что к активному синтезу железо- и магнийпроизводных порфиринов способны корни, изолированные от растения, находящиеся в условиях стерильной культуры. Синтез хлорофилла осуществляется в изолированных корнях лищь при наличии света. В отсутствие света хлорофилл не образуется, и процесс останавливается на промежуточной стадии, какой, по полученным данным, является протохлорофилл. [c.498]

В более поздних исследованиях Вен-Пин Су и Миллер (Wen-Pin-Hsu а. Miller, 1965) пришли к заключению о необходимости железа для окислительного декарбоксилирования копропорфи-риногена и превращения его в протопорфирин. Добавление железа к нормальным или хлоротичным дискам листьев табака, инфильтрированным С-меченой б-аминолевулиновой кислотой, приводило в их экспериментах к заметному увеличению скорости синтеза хлорофилла. В культуральной среде, содержащей диски листьев и мало железа, накапливался меченый копропорфирин содержание последнего быстро снижалось как в железонедостаточных, так и нормальных дисках листьев после добавления в инкубационную среду железа. Протопорфирин был также найден при недостатке железа, однако в значительно меньшей концентрации. [c.230]

Лаббе и Хуббард описали фермент из печени крыс, катализирующий включение железа в протопорфирин при образовании гемов. Механизм может иметь универсальное значение, отвечая также и за синтез хлорофилла, при условии, что Ре2+-протопор-фирин является предшественником магнийпорфириновых соединений. Токсичность металлов, в том числе и марганца, может быть результатом конкурентных взаимоотношений между металлом и Fe2+ в этом соединении. [c.244]

Чернавина И. А., Кренделева Т, Е,, Свердлова П, С, Влияние железа и марганца на энергетический обмен растений с нарушенным синтезом хлорофилла, Физиол, растений, 15, 6, 1968, [c.288]

Железо входит в состав многих важных ферментов, в том числе цитохромов — переносчиков электронов, участвующих а процессе дыхания, а также окислительных ферментов перокси базы и каталазы. Во всех этих ферментах железо присутствует в простетической группе в виде гема (аналог хлорофилла), в котором центральный атом железа связан с четырьмя пиррольны-ми кольцами, соединенными в большую циклическую структуру.. В таких ферментах железо функционирует благодаря своей способности обратимо окисляться и (восстанавливаться (Ре ++е ч= ч Ре +) негеминовое железо может действовать таким же образом. Медь также обладает свойством обратимо окисляться и восстанавливаться (Си2++е-ч Си+). Вполне вероятно, что марганец, входящий в состав фермента супероксиддисмутазы, играет такую же роль во многих окислительных реакциях. Железо имеет существенное значение и для ферментов, участвующих в синтезе хлорофилла. Кроме того, оно является составной частьк> ферредоксина—соединения, функционирующего в качестве переносчика электронов в процессе фотосинтеза. Недостаток железа вызывает глубокий хлороз в развивающихся листьях, которые могут стать совершенно белыми. [c.211]

Некоторые минеральные элементы прочно связываются в клетке и, поступив в ее однажды, не выносятся оттуда. Симптомы дефицита таких неподвижных элементов наблюдаются в самых молодых тканях. Са + и — два элемента, в которых часто ощущается недостаток, что и вызывает развитие заметных симптомов их дефицита в растущих тканях. В отсутствие Са - - не может фор1мироваться срединная пластинка новых клеток. Поскольку нормальная проницаемость мембраны также зависит от соответствующего обеспечения кальцием, апекс перестает расти и вскоре отмирает. Железо необходимо для синтеза хлорофилла. Оно является также компонентом ферредоксина и цитохромов. При недостатке железа растения часто обнаруживают полную этиоляцию самых молодых листьев. Независимо от того, подвижны или неподвижны дефицитные элементы, нормальный интенсивный рост растения можно восстановить лишь после действительно полного обеспечения его всеми необходимыми элементами питания. [c.236]

Ваяшейшее значение для образования хлорофилла имеют условия минерального питания. Прежде всего необходимо достаточное количество железа. При недостатке железа даже листья взрослых растепий теряют окраску. Это явление названо хлорозом. Железо — необходимый катализатор образования хлорофилла. Оно необходимо жа этапе синтеза о-аминолевулияовой кислоты из глицина и оукци-пил-КоА, а также синтеза протопорфирина. Большое значение для обеспечения синтеза хлорофилла имеет нормальное снабжение растений азотом и магнием, так как оба эти элемента входят в состав хлорофилла. При недостатке меди хлорофилл легко разрушается. Это, по-видимому, связано с тем, что медь способствует образованию ус- [c.112]

Источниками железа для синтетических целей являются пищевые продукты, а также железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в клетках печени и селезенки (около 25 мг в сутки). Простетические группы пищевых хромопротеинов (гемоглобин, миоглобин), включая хло-рофиллпротеины, не используются для синтеза железопротеинов организма, поскольку после переваривания небелковый компонент гем подвергается окислению в гематин, который, как и хлорофилл, не всасывается в кишечнике. Обычно эти пигменты выделяются с содержимым толстой кишки в неизмененной форме или в виде продуктов распада под действием ферментов кишечных бактерий. Следовательно, гемсодержащие соединения пищи не используются в качестве источника порфиринового ядра, а синтез сложного пиррольного комплекса в организме протекает из низкомолекулярных предшественников de novo. [c.504]

Хлорофилл — зеленое красящее вещество листьев растений. От гемина отличается тем, что содержит не железо, а магний, имеет еще одно пятичленное кольцо с кетонной группой и карбоксильные группы в нем этерифицированы метиловым спиртом и фитолом. Полный синтез осуществлен Вудвардом в 1960 г. [c.381]

Железо лоступает в растение в окисленной форме при недостатке его изменяется окраска листьев, так как железо участвует в синтезе зеленого пигмента растений —хлорофилла. Железо обладает способностью легко терять и приобретать электроны. Переходя из окисного в закисное и обратно, оно участвует в окислительно-восстановительных процессах в клетках растений. Железо участвует в построении геминовых ферментов пероксидазы, каталазы, цитохромов и цитохромоксидазы. [c.295]

В последние годы широкий размах получили исследования, связанные с синтезом органических веществ облучением различных материалов f-лучами, ультрафиолетовыми лучаш, а также при действии быстрых электронов. Так, в Австрийской академии наук в течение нескольких лет ведутся работы по синтезу щавелевой кислоты из водных растворов муравьиной кислоты и двуокиси углерода при действии Г-лучей радиоактивного Со l52j. Изу уено влияние различных условий ведения процесса, в том числе в присутствии ионов двухвалентного железа I55J. Получали щавелевую кислоту из раствора муравьиной кислоты и двуокиси углерода и при действии ультрафиолетового облучения в присутствии хлорофилла и ионов F е (0,001-0,01 м) [154 или в присутствии углекислого натрия в количестве Ю 2 М [155]. [c.41]

Фталоциаиины имеют весьма интересные особенности они проявляют полупроводниковые и каталитические свойства. По своему строению они близки к важным природным веществам хлорофиллу — зеленому пигменту листьев и гемину — красному пигменту крови. Хлорофилл, у которого центральным атомом является атом магния, способствует синтезу растениями питательных веществ из воздуха, а гемин (в центре атом железа) помогает переносу кислорода из легких в ткани животного организма. [c.80]

Комплексоны снижают активность алкогольдегидроге-назы (цинк), цитохром-с-редуктазы (железо), аскорбино ксидазы растений (медь) и др. Изучение свойств некоторых комплексных соединений металлов (Л. А. Николаев)) показало, что и относительно простые и довольно лабильные комплексы,способны проявлять высокую каталитическую активность и являются хорошими моделями активных групп металлсодержащих ферментов. Вместе с тем большое число этих комплексов и их высокая чувстви тельность к изменению природы лиганда делают понятным, почему соединения этого класса обязательно должны быть вовлечены в жизненный круговорот. Порфири-новые комплексы играют в поддержании процессов жизни важную роль не только потому, что магниевый комплекс такого типа хлорофилл осуществляет управление потоками солнечной энергии, направляя их на работу синтеза в фотосинтезирующих организмах, а гемоглобин и ряд ферментов выполняют важные функции, но еще и потому, что образование ДНК — основного кодирующего вещества — протекает по всем данным с участием порфи-ринового комплекса кобальта (витамина В12) [c.182]

В последние два десятилетия уделяется очень большое внимание биологическим аспектам координационной химии. Давно известно, что такие важнейшие вещества, как гемин крови, хлорофилл и витамин В12 являются типичными координационными соединениями соответственно железа, магния и кобальта. В 50-х годах по инициативе А. А. Гринберга в Ташкенте под руководством М. А. Азизова начались широкие и систематические исследования биологической активности координационных соединений. На первых порах была использована идея целенаправленного синтеза биологически активных координационных соединений. В качестве лиганда, выбирали биологически активное вещество. Из него получали комплекс с металлом, который в организме является микроэлементом. Вначале были использованы амиды никотиновой кислоты, а также некоторые аминокислоты. Работы в этом направлении привели к получению ряда исключительно важных препаратов, которые в настоящее время широко используются в медицине. Например, из амида никотиновой кислоты (витамин РР) и хлорида кобальта (II) получен препарат < Коамид ), строение которого может быть выражено формулой [c.424]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология