Окисление хлорофилла

Из описанных результатов следует, что магний облегчает окисление комплексов. Например, для хлорофилла а первая волна наблюдается при потенциале на 0,34 В более отрицательном, чем для феофитина а. Это может означать, что при окислении удаляется один электрон из локализованных неподеленных электронных пар на пиррольных атомах азота. Таким образом, окисление, в отличие от восстановления, не затрагивает порфириновое кольцо в целом [68]. Этот случай отличается и от поведения ароматических аминов [74], в которых электронная пара на атоме азота сильно взаимодействует с я-электронной системой кольца. Это способствует делокализации неспаренного электрона по всей системе. По своему поведению при окислении хлорофилл а подобен алифатическим аминам [75]. Было замечено, что добавление кислоты предотвращает окисление хлорофилла и феофитина, по-видимому, вследствие протонирования пиррольных атомов азота. Если в качестве центрального атома выступает металл, имеющий -элект-роны (железо, медь и цинк), то потенциал окисления не понижается так сильно, как для магния. [c.401]

В этом механизме основная реакция заключается в том, что поглощенный свет переводит электрон в молекуле хлорофилла на более высокий энергетический уровень, вследствие чего электрон выбрасывается, а хлорофилл, потеряв электрон, переходит в окисленное состояние. Отделившийся электрон может вернуться к окисленному хлорофиллу. [c.270]

Вмешательство магния сказывается и на склонности к окислению хлорофилл окисляется заметно легче феофитина. А это тоже чрезвычайно важно. Столь же важно, как поглощение хлорофиллом света, которое, естественно, изучалось особенно пристрастно. При этом было выяс- [c.300]

В результате чего получается окисленный растворитель во-вторых, катализом реакции, обратной (18.14), системой Оа — НО , как предполагают Франк и Ливингстон в реакции (18.12). С другой стороны, если выцветание является процессом окисления, как показано в реакции (18.16), то действие кислорода можно объяснить только каталитическим ускорением по реакции (18.12), так как окисление восстановленного продукта г8 кислородом дало бы в качестве конечного продукта окисленный хлорофилл. Таков возможный механизм необратимого фотоокисления хлорофилла, который будет разбираться ниже. При объяснении обратимого выцветания с хлорным железом таутомеризацию можно заменить реакцией с растворителем. Например, можно вместо реакции (18.13) дать следующие уравнения [c.495]

Одним из способов, которым растворитель может влиять на фото-окисление хлорофилла, является прямое участие его в реакции, вызывающей выцветание, или в реакции, восстанавливающей первоначальную окраску. В присутствии кислорода эти реакции могут повести в конечном результате к сенсибилизированному окислению растворителя. Таким образом, растворитель может защитить пигмент от окисления на свету, отвлекая на себя окислительное действие, т. е. прямое фотоокисление пигмента может быть заменено сенсибилизированным фотоокислением растворителя. Подобное же откло-пение может быть вызвано растворенными антиокислителями, которые сами окисляются на свету, но препятствуют фотоокислению [c.505]

В механизме реакций (18.24—18.26) акцептор препятствует хлорофиллу реагировать с кислородом. В механизме реакций (18.27) окисление хлорофилла фактически имеет место, но прн реакции с акцептором процесс идет в обратном направлении. [c.506]

Под действием света происходит обратимый процесс восстановления — окисления хлорофилла по схеме [c.66]

Пиррольный и гидрированный пиррольный циклы как структурная единица входят в состав важных биогенных соединений — аминокислот (пролин, оксипролин, триптофан), алкалоидов, гемоглобина, ряда ко-ферментов окисления, хлорофилла и т. д. [c.267]

Согласно схеме, изображенной на рис. 13-18, акцептором А в фотосистеме II служит Q, а в фотосистеме I — Z. Окисленный хлорофилл (Хл+) далее немедленно вступает в реакцию, получая электрон от некоего донора. В фотосистеме I наиболее вероятным кандидатом на роль такого донора является пластоцианнн. [c.46]

Пикосекундные кинетические исследования [94] обесцвечивания бактериохлорофилла, содержащегося в изолированных реакционных центрах, показали, что начальное фотохимическое окисление хлорофилла в форму Хл+ происходит в течение 10 ° с (0,1 не). В соответствии с этим время жизни т возбужденного состояния хлорофилла в фотосистеме I хлоропластов оценивается в 0,13 не (сравните с временем жизи То для свободного хлорофилла, равным 19 не) [95]. Низкое значение т в случае хлоропластов обусловлено быстрым переносом электрона с хлорофилла на акцептор. Время жизни возбужденного состояния хлорофилла в фотосистеме II примерно в 10 раз больше (1,5 нс) > [95]. [c.47]

Что касается донора электронов в фотосистеме И, то имеются веские данные о непосредственном участии в эт ом процессе двух-четырех йонов Мп2+, присутствующих в каждом из реакционных центров [Ш]. Поэтому цепь часто изображают идущей от Н2О через Мп + на Р682. Была предложена специальная схема [112], отражающая прямое взаимодействие между окисленным хлорофиллом и гидроксил-ионом воды, связанным с металлом координационной связью [c.50]

Синтез хлорофилла у растений складывается из нескольких этапов, которые в свою очередь состоят из ряда последовательных реакций. Из низкомолекулярных соединений (а-атомов уксусной кислоты и глицина) образуются структурные единицы— пиррольные кольца, которые затем участвуют в образовании тетрапиррола. В результате последовательных реакций образуется магний-винил-феопорфирин-протохлорофиллид, из которого посредством восстановления двойной связи в 4-м пир-рольном кольце образуется хлорофиллид, фитиловый эфир которого является хлорофиллом А. Окисление хлорофилла А приводит к образованию хлорофилла В. [c.226]

Электрохимическое окисление хлорофиллов и феофптинов детально изучал. Стандиенда [73]. В этой работе применены вольтамперометрия на вращающемся дисковом платиновом электроде, циклическая вольтамперометрия и препаративный электролиз. В пропионитриле на фоне хлорной кислоты хлорофилл дает две диффузионные волны окисления. Как показано циклической вольтамперометрией, эти волны обратимы и, по данным вольтамперометрии иа вращающемся платиновом диске, каждая отвечает переходу одного электрона. Добавление хлорной кислоты изменяет окраску хлорофилла а и его электрохимическое поведение. Установлено, что происходит отщепление магния и образуется протонированная форма феофитина а. [c.400]

В фигурные скобки заключена нечувствительная к температуре часть системы. Хл обозначает агрегат молекул хлорофилла Хл (Р700 или Р870) связан с донором электрона — цитохромом / (или его аналогом) X — акцептор электрона. Фотохимическая реакция приводит к образованию окисленного хлорофилла и восстановленного акцептора. Позднее цитохром окисляется снова и хлорофилл возвращается в своеобычное, восстановленное состояние. [c.328]

Сигнал I обнаруживает примечательное сходство со светоиндуцированным сигналом фотосинтезирующих бактерий. Кинетически он ведет себя так же, как и обратимое изменение поглощения компоненты хлорофилла а, имеющей максимум поглощения при 700 нм ш vivo. Наиболее вероятно, что сигнал I обусловлен катион-радикалом хлорофилла а, поскольку при химическом окислении хлорофилла а in vivo появляется сигнал ЭПР и возникают изменения поглощения при 700 нм, очень похожие на изменения, наблюдаемые в светоиндуцированном процессе in vivo. [c.416]

Букач [256] предлагает следующую схему этого процесса. Возбужденные молекулы хлорофилла или окисляют воду до перекиси, или восстанавливают двуокись углерода до формальдегида. В присутствии вспомогательной окислительно-восстановительной системы аскорбиновая кислота — дегидроаскорбиновая кислота окисленный хлорофилл восстанавливается аскорбиновой кислотой или восстановленный — окисляется дегидроаскорбиновой кислотой таким путем возобновляется исходное состояние, и система снова готова для следующего цикла. В главе IV мы упоминали опыты по искусственному фотосинтезу, которые проводились Букачем ]256] на основе [c.283]

Первичный окисленный продукт Z может быть производным гемина однако, повидимому, более вероятно, что это—радикал, производный хлорофилла, и что геминным комплексом является ближайший водородный или электронный донор, который возвращает окисленный хлорофилл (Z) в его первоначальное состояние (HZ). Может быть, и не один, а несколько геминных дериватов располагаются между первичным продуктом окисления Z и конечной деоксидазой , занимая положение, сходное с положением цитохромов в дыхании. [c.304]

Фишер, Миттенцвей и Острейхер [65] приготовили частичным синтезом кристаллическое соединение, идентичное с производным естественного протохлорофилла. Таким образом, Фишер смог определить протохлорофилл как продукт окисления, хлорофилла, отличающийся от него только двумя водородными атомами. [c.406]

Этот результат имеет большое значение для выяснения роли протохлорофилла в природе. Прейссер [25] предполагал, что в молодых растениях хлорофилл образуется путем окисления своего предшественника. Эта мысль впоследствии была развита Монтеверде и Любименко [30, 32] и Любименко [39, 40] . Установление того факта, что протохлорофилл есть продукт окисления хлорофилла, означает, что он не является предшественником хлорофилла. Любименко уже в 1928 г. считал, что протохлорофнлл — не предшественник хлорофилла, а побочный продукт при его синтезе, для [c.406]

В главе XV излагалась возможная роль протохлорофилла в синтезе или разложении хлорофилла в природе. Фишер считает, что протохлорофнлл является продуктом окисления хлорофилла а, с удалением двух водородных атомов в положениях 7 и 8 (фиг. 64). На фиг. 64 представлен одна из шести возможных структур протохлорофилла, различаюш ихся замкнутой системой сопряженных двойных связей. Данная структура является производной от структуры Б на фиг. 62. [c.449]

Дополнительный аргумент в пользу окислительно-восстановительной гипотезы [реакция (16.9)] дает действие света на реакцию между хлорофиллом и хлорным железом, что будет рассматриваться в главе ХУШ. Реакция окисления хлорофилла должна, вероятно, ускоряться при поглощении света, тогда как влияние освещения на равновесие алломеризации (см. формулу на стр. 464) гораздо менее вероятно. Ввиду важности окончательного доказательства обратимого окисления хлорофилла для объяснения роли этого пигмента в фотосинтезе, реакция хлорофилла с хлорным железом, безусловно, заслуживает дальнейшего изучения. Необходимо доказать, например, что эта реакция оставляет нетронутым магний в молекуле хлорофилла и не вызывает замещения этого металла на железо или водород . [c.471]

А. А. Красновским была показана возможность обратимого окисления хлорофилла перекисью бензоила в спиртовом растворе (ДАН СССР, 8, 835, 1947). ТГрпм. ред.) [c.471]

Все это является только иредноложением. Может оказаться, что сходство между фазовой пробой и обратимым обесцвечиванием хлорофилла на свету случайно. Этот вопрос заслуживает, несомненно, бодее подробного изучения. Мы уже указывали, что усиливающий эффект муравьиной кислоты на обратимое выцветание хлорофилла отличается от влияния других кислот и поэтому должен быть связан с особой реакцией, например обратимым окислением хлорофилла муравьиной кислотой. Можно, однако, наблюдать значительно более слабые обратимые выцветания и с другими кислотами. Это явление объясняется существованием обратимой и светочувствительной первой )тадии превращения хлорофилла в феофитин. [c.497]

Жодэн [15], например, нашел, что за месяц 1 г хлорофилла в спирте поглощает 0,7 г кислорода это отвечает 20 молекулам кислорода на 1 молекулу хлорофилла. Гаффрон [48] нашел, что свежие растворы этилхлорофиллида в ацетоне поглощают кислород с квантовым выходом порядка 0,1—0,3 выход понижается со временем, но даже через месяц он еще равен 0,006. Если бы это был квантовый выход выцветания, то весь хлорофилл меньше чем за 1 мин. обесцветился бы на свету умеренной интенсивности. Но так как никогда не наблюдалось такого быстрого выцветания, то практически весь кислород должен перейти к растворителю или к окисляющимся примесям. Таким образом, поглощение кислорода в течение периода выцветания не является окончательным доказательством окисления хлорофилла. Опыты по алломеризации (см. главу XVI) показывают, что хлорофилл может поглотить одну молекулу кислорода без заметного изменения в окраске. При алломеризации природа среды имеет решающее значение известно, что кислород поглощается в метиловом и этиловом спиртах, но не в эфире или пиридине. Поэтому нельзя быть уверенным, является ли хлорофилл и в этих случаях конечным акцептором кислорода, В схеме [c.503]

Соображение, высказанное на стр. 488—490, предполагает следующую модификацию схемы Гаффрона. Во-нервых, роль акцептора А может играть растворитель во-вторых, вряд ли реакция между хлорофиллом и акцептором или растворителем является простой передачей энергии, изображ аемой реакцией (18.22а). Наиболее вероятным первичным процессом является окислительно-восстановительная реакция хлорофилла с растворителем, или с примесью, или со второй молекулой хлорофилла. Все схемы реакции, рассмотренные в разделе Первичный фотохимический процесс , например реакции (18.11) или (18.15), предполагающие обратимое образование окисленного хлорофилла (оСЫ), могут объяснить небольшое остаточное фотоокисление для этого необходимо допустить, что полной обратимости мешают побочные реакции, отнимающие некоторые окисленные молекулы хлорофилла у партнеров для обратной реакции. [c.505]

При освещении раствора хлорофилла и красителя януса зеленого в метиловом спирте раствор сперва краснеет. Если окисленный хлорофилл восстанавливается, например при восстановлении фенилгидразином, то восстановление красителя может пройти на стадию дальше. Прибавление воды и эфира к метиловому спирту позволяет отделить восстановленный азокраситель от хлорофилла и убедиться, что краситель сделался совершенно бесцветным. Последовательность изменения красителя может быть представлена следующеа схемой [c.508]

Согласно Бохи, реакция хлорофилл — янус зеленый ускоряется введением отдельного восстановителя для окисленного хлорофилла, например терпентинного масла, пинена, пипиридина илн фенил-гидразина. Эти вещества более эффективно играют ту роль, которую выше мы приписывали метиловому спирту онн ускоряют выцветание азокрасителя и препятствуют выцветанию хлорофи.лла. Бохи проводил подобные эксперименты с 25 раз.1ичными красителями, в том числе с азофуксином, понсо 2R, конго красным, диамином зеленым и т. д. [c.509]

Фотохимическое окисление и нефотохнинческое восстановление хлорофилла. Вейгерт [66] считает, что первичный фотохимический процесс в фотосиптезе — передача электронов от хлорофилла Е воде, за которой следует окисление воды окисленным хлорофиллом и восстановление двуокиси углерода восстановленной водой [c.560]

Наши четырехквантовые схемы (7.7) и (7.10) и восьмиквантовые схемы (7.14) и (9.10) могут классифицироваться как схемы первичного окисления хлорофилла , если идентифицировать восстановитель Ш, (или НХ) с хлорофиллом и, например, уравнение (7.10а) заменить следующим уравнением [c.560]

Третья теория Франка и Херц льда [81], представленная уравнениями (7.12) и схемой на фиг. 20, где X обозначает окисленный хлорофилл, а НХ — восстановленный хлорофилл, представляет собой возвращение к прежней гипотезе Штоля. В этой теории предполагается, что хлорофилл во время фотосинтеза находится в виде двух зеленых форм, которые Франк обозначает соответственно как СЫ и НСЫ, причем один из них является активным в фотохимическом окислении воды, а второй — в фотохимическом восстановлении двуокиси углерода. [c.563]

Обратимое окисление хлорофилла до обесцвеченной формы (которое могло бы поддержать теории типа а) и также возможность существования хлорофилла в двух взаимообратимых зеленых формах, стоящих на раз.1ичных уровнях окисления, что при условии точного установления даст серьезную поддержку теориям типа в, обсуждались в главе XVI. [c.564]

В работах советских исследователей (А. А. Красновский, ДАН СССР, 58, 617, 1947 А. А. Красновский и К. К. Войновекая, ДАН СССР, 81, 879, 1951) было показано, что обратное фотохимическое окисление хлорофилла и бактериохлорофилла достигается лишь в присутствии кислорода, с образованием перекисных соединений поэтому известные случаи обратимого окисления пигментов следует рассматривать не как дегидрирование, а как присоединение кислорода по А. Н. Баху. — Прим. ред. [c.40]

Реакции типа (23.15) могут объяснять не только тушение флуоресценции адсорбированных красителей, по также и тушение флуоресценции красителей, растворенных в органических растворителях. Так как квантовый выход необратимого фотоокиеления хлорофилла в чистых органических растворителях очень мал (т. I, стр. 509), реакция (23.15), если она обусловливает тушение, должна быть практически вполне обратимой, по крайней мере, поскольку речь идет о химическом строении хлорофилла. Восстановление окисленного хлорофилла может идти либо непосредственно за счет обратной реакции (23.15), либо (если радикалы НОд частично израсходованы путем дисмутации или побочных реакций) за счет взаимодействия с раство- [c.190]

Некоторые считают, что одна из двух фотохимических реакций локализована в фотосистеме 1, другая — в фотосистеме 2. Большинство исследователей отводит роль непосредственного окислителя воды фотосистеме 2. Например, Толлин (1968), основываясь на изучении электронного парамагнитного резонанса в системе хлорофилл — гидрохинон, предложил схему, по которой выделение кислорода осуществляется дважды окисленным хлорофиллом фотосистемы 2 (фиг. 81). Образование дважды окисленного хлорофилла происходит в результате миграции электронной дырки от двух одно-окисленных радикалов хлорофилла, появившихся в реакционном центре фотосистемы 2. [c.177]

ЧТО вызывает переход этих молекул в возбужденное состояние. Затем эта поглош,енная энергия превращается возбужденной молекулой хлорофилла в химическую энергию. На фиг. 218 приведена возможная схема такого превращения электрон в молекуле хлорофилла а после поглощепия кванта красного света переходит в неустойчивое возбужденное состояние и используется далее для восстановления слабого окислителя А. Окисленный хлорофилл регенерирует в исходное состояние, взаимодействуя со с.пабым восстановителем DH. Электрон же движется против термодинамического градиента за счет световой энергии, поглощенной хлорофиллом. Если А — это НАДФ, а DH — HgO, то Ог выделяется из воды, а НАДФ-Нг образуется за счет световой эпергии. [c.553]

Непрямые доказательства в пользу второй гипотезы могут быть получены из наблюдений обратимого восстановления (и окисления) хлорофилла in vitro. Особенно убедительны наблюдения реакции Красновского (1948, 1956), в которой хлорофилл, растворенный в пиридине, восстанавливается на свету аскорбиновой кислотой. Хлорофилл можно окислить такими соединения.ми, как рибофлавин и сафранин, или молекулярным кислородом. Система может быть использована для образования хлорофиллсенсибилизованного окисления-восстановления против градиента химического потенциала, например восстановление рибофлавина аскорбиновой кислотой (которое [c.319]

Помимо хлорофилла, в процессах фотосинтеза участвуют пигменты группы каротиноидов, в состав которых входят только водород п углерод, и ксантофиллы, имеющие в составе молекул еще и кислород. Пигме1 ты встречаются в тилакоидных мембранах всех фотоавтотрофных организмов. Каротиноиды играют роль антенных пигментов, чувствительных к солнечному свету в диапазоне волн, недоступном для хлорофилла. Они передают энергию солнечного света в центры реакций и, кроме того, как светофильтры экранируют хлорофилл в листьях, предохраняя его от фотодеструкции, фотоокисления. Этот защитный эффект связывают с наличием конъюгированных двойных связей (их может быть 9 или более), способных гасить возбужденное состояние молекул хлорофилла. Каротиноиды могут выводить кислород из находящегося в возбужденном состоянии комплекса хлорофилл — кислород, предотвращая тем самым окисление хлорофилла (его обесцвечивание). Каротин — протеиновый комплекс С550, расположенный в акцепторной части ФС И, также может участвовать в окислительно-восстановительных процессах. [c.85]

Эти незаменимые жирные кислоты очень важны для формирования связи между хлорофиллом и тилакоидной мембраной, а также для сохранения структуры гран. Определенные гербициды трансформируют линоленовую кислоту в перекись (d-линолен ООН), которая вызывает окисление хлорофилла. [c.85]

Работы Б. 1. Дайна и его сотрудников [16] показали, что взаимодействие хлорофилла с Ре " , изученное в работах Е. Рабиновича и Ве1Т[сса 13], определяется не обратимым окислением хлорофилла, а образованием Ре-комплекса. [c.102]

Мы считаем очень вероятным, что образование кислорода в растительном фотосинтезе, где зшпроизводительные затраты энергии особенно нежелательны, также происходит по четырехэлектронному механизму. Действительно, одно- или двухэлектронное окисление воды требует окислителя с потеьщиалом +2,7 и 1,35 в (pH 7). Для образования молекулы кислорода требуется окислитель с потенциалом всего 0,8 в. Оценка, проведенная в работе [13], показывает, что при фотопереносе электрона в фотосистеме II растений потенциал окисленного хлорофилла составляет (+0,7) — (+0,9) в. В таком случае фотосистема II должна содержать переключающее уст-])ойство , позволяющее перейти от одноэлектронгюго акта при фотопереносе к четырехэлектронному процессу при окислении воды. Поскольку в настоящее время имеются сведения о содержании в фотосистеме II растений целой группы ионов марганца, механизм фотоокисления воды вероятно, включает образование окисленных форм марганца и их реакцию с водой с выделением О2. [c.183]

Общая схема фотосинтеза Франка—Герцфельда, предложенная в 1941 г., в настоящее время неприемлема, так как не соответствует современным опытным результатам. Кроме ранее данной критики этой схемы [15], вдесь следует привести следующие возражения 1) предположение о фото-кимическом акте восстановления углекислоты не соответствует действительности исследования, в которых применялись изотопы углерода и показали, что фиксация и восстановление углекислоты происходят в результате темновой реакции 2) представление о существовании окисленной и восстановленной форм хлорофилла, сохраняющих подобные спектры поглощения, не получило опытного подтверждения недавно удалось показать, что обратимое восстановление и окисление хлорофилла сопровождается размыканием системы конъюгированных связей, исчезновением красного максимума поглощения и появлением нового максимума в области 500—550 нм 116, 17]. [c.358]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология