Триплетное состояние хлорофилла

Механизм защитного действия каротиноидов у фотосинтезирующих организмов заключается в следующем (рис. 88). Молекула хлорофилла, поглотившая свет, быстро (10 с) переносит энергию синглетного возбужденного состояния в реакционный центр. Из Ю поглощенных квантов света приблизительно 4 приводят к переходу молекулы хлорофилла в возбужденное триплетное состояние. Возникает возможность фотодинамического поражения. Каротиноиды могут участвовать в трех защитных реакциях 1) непосредственно тушить триплетное состояние хлорофилла, переводя его в основное состояние (рис. 88, А) возникающая при этом триплетная молекула каротиноида отдает избыточную энергию в виде тепла и возвращается в основное состояние 2) триплетный хлорофилл не гасится каротиноидами происходит его взаимодействие с О2, переводящее последний в возбужденное синглетное состояние синглетный кислород гасится каротиноидами (рис. 88, Б) 3) синглетный кислород, не подвергшийся гашению каротиноидами по физическому механизму, может взаимодействовать с ними в химической реакции, приводящей к окислению каротиноидов. Участие каротиноидов в любой из трех описанных выше реакций будет снижать уровень образования в клетке 0 . [c.339]

А — тушение каротиноидами триплетного состояния хлорофилла Б — тушение каротиноидами синглетного кислорода Хл — молекула хлорофилла в возбужденном синглетном состоянии Хл — молекула хлорофилла в возбужденном триплетном состоянии Кар — молекула каротиноида в возбужденном триплетном состоянии р. ц. — реакционный центр [c.340]

Основные научные исследования посвящены кинетике и механизму быстрых химических реакций Создал уникальные установки больщой мощности для импульсного фотолиза. Получил кинетические характеристики элементарных реакций переноса электронов в жидких растворах с участием сложных ароматических молекул. Изучил кинетику триплетного состояния хлорофилла б. Исследовал реакционную способность большого количества короткоживущих ароматических анион-радикалов Разработал новые методы изучения физико-химических свойств полимеров и растворов полимеров. [c.240]

Следовательно, если в рассматриваемом интервале температур эффективность образования триплетов фг постоянна, то график зависимости величины п[фе/(тф/)] от обратной температуры будет прямой линией с наклоном А // . Паркер и Джойс [114] подтвердили это на опыте из своих данных они определили АЕ и, взяв известные значения синглетной энергии (рассчитанные по максимумам в спектрах поглощения и быстрой флуоресценции), вычислили энергии триплетных состояний хлорофилла а и хлорофилла Ь, приведенные во второй графе табл. 33. [c.309]

Результаты исследований методом импульсного фотолиза, а также методом тушения позволяют считать вероятным, что в реакции фотовосстановления принимает участие триплетное состояние хлорофилла. Последнее может с высокой эффективностью превращать кислород, всегда присутствующий и образующийся при фотосинтезе, в синглетный кислород. Вследствие разрушительного действия синглетного кислорода на компоненты клетки система фотосинтеза могла бы самоуничтожаться. Очевидно, именно для устранения такой опасности система фотосинтеза всегда содержит каротин, который является высокоэффективным тушителем синглетного кислорода. Каротин тушит также и триплетное состояние хлорофилла. Очевидно, эта бимолекулярная реакция сколько-нибудь эффективно не конкурирует с фотореакциями, происходящими внутри комплекса хлорофилла, так что к. п. д. аппарата, осуществляющего фотосинтез, как уже отмечалось, высок. [c.352]

В этой связи интересно отметить, что повышение прочности к свету играет большую роль в природе для защиты клеток от деструкции, фотосенсибилизированной, например хлорофиллом. Наблюдения за сине-зеленым мутантом бессернистых бактерий указывают на вероятность того, что каротиноиды являются универсальными ингибиторами потенциально смертоносного фотосенсибилизирующего действия хлорофилла и бактериохлорофилла (см. обзор [537]). Добавка каротинов, имеющих более чем семь сопряженных двойных связей [543, 544], предотвращает катализируемые хлорофиллом реакции фотоокисления [538, 539], фотовосстановления и т. д. [540—542], а также разложение (т. е. окислительное фотообесцвечивание) хлорофилла под действием света высокой интенсивности в присутствии воздуха. В большинстве предложенных механизмов ингибирования рассматривается возможность тушения триплетного состояния хлорофилла [539, 545, 546]. Прямое доказательство в пользу этого было получено в работе [547], в которой показано, что тушение происходит в результате триплет-триплетного переноса энергии от хлорофилла к каротиноидам, рассеивающим энергию света без какого-либо разрушения. [c.449]

Если пленку с хлорофиллом а поместить в обезгаженный водный раствор, содержащий п-бензохинон, то в результате фотолиза возникает промежуточное состояние, спектр которого соответствует спектру триплетного состояния хлорофилла а (рис, 2.1.5), а распад описывается быстрой фазой, показанной на рис. 2.1.7, б, приводящей к образованию состояния, разностный спектр которого аналогичен спектру СЫ (рис. 2.1.7, а) [1561. Как в спиртовом растворе, так и в целлюлозной пленке радикалы распадаются в основном за счет обратного переноса электрона, но в пленке порядок константы реакции распада значительно меньше [c.61]

Исследования с помощью флеш-фотолиза процесса переноса электрона между триплетным состоянием хлорофилла и хинонами в полимерных пленках и липидных бислоях указывают путь построения систем, пригодных для преобразования солнечной энергии, поскольку эффективность образования радикалов лишь немного ниже по сравнению с гомогенным раствором, но обратный перенос электрона происходит значительно медленнее из-за возрастания вязкости. [c.70]

Была рассмотрена возможность того, что фотосинтез инициируется триплетным возбужденным состоянием хлорофилла. На это особенно указывал Дж. Франк, который предполагал, что в фотосинтезе принимают участие как триплетное, так и синглетное состояния пигментов, причем каждое из них фактически инициирует одну из двух фотореакций. Триплетное состояние хлорофилла интенсивно исследовалось in vitro [68], однако в интактных хлоропластах и в интактных водорослях оно не было выявлено [71]. [c.557]

Обзор по физике гемоглобина написан крупным американским ученым Вейсблутом, работы которого в этой области щироко известны. Вопросу об участии триплетного состояния хлорофилла в первичных актах фотосинтеза — одной из центральных и не решенных еще проблем молекулярной фотобиологии — посвящена статья Маггирра и Инграхама. [c.204]

Добавление 2,6-диметил бен зох и нона вызывает тушение 51-со-сгояния хлорофилла о, однако появление радикалов не зарегистрировано, Подобным же образом -бензохинон тушит Згсосгояние бактериофеофитина и снова без образования радикалов. Таким образом, тушение хинонами 8 -состояния хлорофилла а и бактериофеофитина а обусловлено диссипацией энергии без заметного образования радикалов со временем жизни более 10 пс. Как будет показано ниже, ситуация здесь существенно иная, чем для нижних триплетных состояний хлорофиллов, которые образуют с хинонами легко регистрируемые радикалы [203, 437, 8621. [c.50]

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]

Давно установлено, что триплетное состояние хлорофилла тушится кислородом со скоростью, близкой к диффузионному пределу Ik 10 дм /(моль с)]. Реакция протекает с образованием синглетного кислорода и в целом ее можно расшатривать как реакцию самосенсибилизированного фотоокнслення хлорофиллов согласно схеме [c.55]

В табл. 2.1.1 приведено оценочное значение для Е бактериохлорофилла а. Для этого вещества отсутствуют сведения о фосфоресценции а значение у заметно ниже, чем для хлорофиллов и феофитинов. Оно было получено Коннолли и др. (227, 2281 на основании следующих соображений. Во-первых, р-каротин тушит триплетное состояние бактериохлорофилла с константой скорости ракции тушения, равной 3.4-1 F дм (ммь-с), к(>торая заметно меньше, чем при тушении р-каротином триплетного состояния хлорофилла а [(1,0—1,2)10 дм (моль-с)1. Полагая, что тушение происходит только за счет переноса энергии и что разрешен обратный перенос, Коннолли и др. (228] пришли к выводу, что трип летное состояние бактериохлорофилла лежит ниже триплетного состояния р-каротина на 2,4—4,8 кДж/моль. Поскольку нижнее триплетное состояние р-каротина имеет энергию 75 кДж/моль (см. разд. 3.1.3.4), то это означает, что максимальная энергия триплетного состояния бактериохлорофилла а составляет приблизительно 72 кДж/моль. Она несколько меньше значения, предсказанного Вейсом [9041, которое составляет 85 кДж/моль. Во-вторых, [c.57]

По всей видимости, триплетные состояния хлорофилла не принимают непосредственного участия в процессе фотосинтеза, хотя они образуются в фотосинтезируюишх системах при высокой интенсивности света (избытке энергии возбуждения) вследствие ограничения скорости фотохимического цикла скоростью вторичных процессов переноса электрона (см. гл. 7). Как утверждалось выше, [c.58]

С другой стороны, ароматич кие амины, например М,М-ди-этиланилнн, реагируют с триплетным состоянием хлорофилла а, давая анион-радикал СЫ а согласно схеме [c.64]

Согласно теоретическим квантовомеханическим расчетам, для хлорофилла характерна обычная схема расположения электронно-колебательных синглетных и триплетных уровней. Действительно, в многочисленных экспериментах были выявлены синглетные и триплетные состояния хлорофилла in vitro. Возникновение синглетного возбужденного состояния следует из способности хлорофилла поглощать видимый свет и флуоресцировать. Различными методами было выявлено и триплетное состояние хлорофилла зарегистрированы фосфоресценция и характерные спектры ЭПР триплетных состояний хлорофилла Ь при низких температурах (77 К). Для хлорофиллов а я Ь, феофитина а и бактериохлорофилла триплетное состояние выявляется по спектрам триплет-три-плетного поглощения, полученным с помощью флеш-фотолиза. Детальная характеристика синглетного и триплетного состояний и различных электронно-колебательных переходов в молекулах хлорофилла и родственных ему соединений дана в книге Г. П. Гуриновича, К. Н. Соловьева и А. Н. Севченко (см. литературу). [c.61]

Какова роль синглетных и триплетных возбужденных состояний в фотохимии хлорофилла Этот вопрос изучался на примере реакции фотовосстановления хлорофилла и родственных ему соединений в растворе. Можно привести ряд доказательств протекания этой реакции через триплетные состояния хлорофилла. Так, тетрапиррольные пигменты, у которых магний замещен на парамагнитный металл, эффективно тушащий фосфоресценцию, практически не фотовосстанавливаются. Реакция фотовосстановления ингибируется и добавками тушителей триплет-ио-возбужденных молекул — каротина или кислорода. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология