Окислительно-восстановительный хлорофилла

ХРОМОПРОТЕИДЫ (окрашенные белки) — сложные вещества, состоящие из простого белка и пигментной группы, обусловливающей окраску соединения. К X. относятся гемоглобин, миоглобин, хлорофилл, а также некоторые важнейшие окислительно-восстановительные ферменты цитохромы, каталаза, пер-оксидазы. [c.280]

Было установлено изменение выхода продуктов и скорости химических реакций, достигнута интенсификация излучения света органическими люминофорами, обнаружено влияние магнитного поля на проводимость органических полупроводников и фотопроводимость полимеров. Особый интерес представляет открытие воздействия магнитного поля на окислительно-восстановительные реакции, происходящие при помощи хлорофилла, и, в частности, на фотосинтез в зеленых листьях. [c.164]

Цинк — один из сельскохозяйственных микроэлементов при недостатке его в почве у растений нарушается обмен белков и углеводов, расстраиваются функции окислительно-восстановительных ферментов, может снижаться содержание хлорофилла. Подкормка цинковыми микроудобрениями устраняет заболевания растений, благоприятствует их росту. [c.443]

Значение указанных в таблице 9 элементов, в особенности углерода, водорода и кислорода, азота, фосфора и калия, освещалось уже в биологии. По вопросу о роли микроэлементов вы могли бы высказать предположение, опираясь на известные вам данные о катализе. Не играют ли вещества, в состав которых входят микроэлементы, роль катализаторов Действительно, всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов-катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. [c.75]

Гемоглобин и миоглобин —комплексы железопорфиринов с белками, выполняющие функцию фиксации и транспорта молекулярного кислорода в организмах животных. Цитохромы, имеющие аналогичную принципиальную структуру, выполняющие роль переносчика электрона в схемах фотосинтеза, дыхания, окислительного фосфорилирования и др. окислительно-восстановительных реакциях, найдены у всех животных, растений и микроорганизмов. Хлорофиллы — главные участники процессов фотосинтеза — содержатся в высших растениях, водорослях и фотосинтезирующих бактериях. [c.265]

Аналогичные результаты были получены в реакциях фотопереноса электрона для пигментов (хлорофиллы, феофитин и др.) в присутствии акцепторов (хиноны, метилвиологен, нитросоединения) и доноров (аскорбиновая кислота, фенилгидразин, гидрохинон, Fe +) электрона. Образование ион-радикалов красителей при фотохимических окислительно-восстановительных реакциях протекает через ряд промежуточных стадий, включающих образование возбужденного комплекса донорно-акцепторного типа и ион-ра-дикальных пар. Донорно-акцепторный комплекс с триплетным состоянием красителя был обнаружен в реакции фотоокисления хлорофилла я-бензохиноном в толуоле. Вероятность дезактивации эксиплекса в направлении образования ион-радикальной пары зависит от степени переноса заряда внутри возбужденного комплекса. В свою очередь степень переноса заряда определяется сродством к электрону и потенциалом ионизации как триплетной молекулы красителя, так и невозбужденной молекулы донора или акцептора электрона. [c.178]

Фотореакции. Фотореакции относятся к первичным процессам любого фотосинтеза. Местом, где протекают эти фотохимические окислительно-восстановительные реакции, являются реакционные центры. Реакционный центр состоит из ряда компонентов, наиболее важные из которых первичный донор электронов (особый комплекс из хлорофилла и белка) и первичный акцептор электронов. Эти два компонента представляют собой окислительно-восстановительные системы. Система донора (Р/Р" ) обладает положительным, а система акцептора (Х/Х )-отрицательным потенциалом. Под воздействием энергии света происходит перенос одного электрона [c.385]

В настоящее время функция хлорофилла в фотосинтезе ясна под действием света он может вызывать электронный перенос и осуществлять окислительно-восстановительные изме- [c.235]

Хлорофилл принадлежит к группе жирорастворимых пигментов, он растворяется в жирах и органических растворителях. Хлорофилл, как показали работы К. А. Тимирязева и его последователей, играет огромную роль в процессе ассимиляции углекислого газа. Процесс фотосинтеза представляет собой окислительно-восстановительное взаимодействие углекислого газа и воды, идущее в присутствии хлорофилла, который поглощает энергию солнечных лучей. Фотосинтез в настоящее время является главным источником образования органических веществ на Земле. [c.61]

Наконец, ионы металлов играют очень важную роль агентов транспорта электронов [37], в особенности в одноэлектронных переносах, где обычно используются окислительно-восстановительные системы типа Fe (И) Fe (П1) и Си (I) 5 Си (И). Окислительно-восстановительный потенциал является чувствительной функцией связывания лигандов. Во многих случаях (гемоглобин, цитохромы, хлорофилл, витамин В,2) металл комплексуется не только с белком, но и с макроциклическими тетрадентатными лигандами (например, порфирин в геме), которые оставляют свободным только одно координационное место с весьма специфическими и тщательно контролируемыми свойствами [42]. [c.476]

Следует отметить, что пластохиноны в связанном с хлорофиллом состоянии участвуют в фотосинтезе, а также принимают участие в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в растениях. Убихиноны участвуют в переносе электронов и протона в окислительно-восстановительных реакциях, а также реакциях окислительного фосфорилирования в животных тканях и микроорганизмах [109—111, 114]. [c.269]

Ряд фактов говорит за то, что неспаренные электроны делокализованы по белковой структуре. Комплекс субстрат-фермент можно рассматривать как примесный полупроводник с электронной или дырочной полупроводимостью. Электрон, попавший в зону проводимости, будет мигрировать по цепочке водородно-пептидных связей до тех пор, пока не попадает в потенциальную яму акцептора, образовавшего с ферментом комплекс. Таким путем окислительно-восстановительная реакция может осуществляться на расстоянии, без непосредственного контакта реагирующих молекул (см. 43). Наконец, известна также способность сложных молекул сохранять длительное время полученную или избыточную энергию. Так, хлорофилл может длительное время сохранять энергию фотовозбуждения. Тем не менее моделирование ферментативного катализа более простыми катализаторами — это один из перспективных путей выяснения механизма ферментативного катализа. [c.267]

Фотосинтез в растениях. В зеленом листе растения под воздействием энергии солнечной радиации протекает целый комплекс фото-синтетических процессов, исходным материалом для которых служат СОа, НаО и минеральные соли. Конечными продуктами являются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора хлорофилла . В этом процессе участвуют также и многие другие окислительно-восстановительные ферменты (биокатализаторы). [c.193]

Очень интересным типом азотсодержащих соединений нефти являются порфирины. Они имеют такое же строение, как порфири-новый комплекс, входящий в молечулу хлорофилла или гема, только вместо магния (хлорофилл) или железа (гем) в порфири-новых комплексах иефти встречается ванадий или никель. Пор-с )ириновые комплексы нефти фотоактивны, они способны ускорять окислительно-восстановительные реакции, поэтому предполагают, что они принимают активное участие в процессах диспропорционирования водорода в процессе генезиса нефти. Очевидно, более глубокое изучение этих природных соединений позволит расширить наши представления о происхождении нефти, а возможно, и выделить новый вид катализаторо в с обратимыми окислительно-восстановительными функциями, способными ускорять определенные реакции подобно хлорофиллу в хивых растениях. [c.204]

Тимирязев усматривал сходство хлорофила и гемоглобина не только в их физических и химических свойствах, но и в характере катализируемых ими процессов. В основу схемы механизма фотосинтеза, разработанной в 1871 г., он кладет основное положение о том, что хлорофилл в этом процессе также претерпевает окислительно-восстановительные превращения, как и гемоглобин в процессе дыхания животных. При этом Тимирязев подчеркивал, что хлорофилл служит для передачи растительному организму окиси углерода подобно тому, как кровь служит для передачи животному организму кислорода [c.167]

Благодаря присутствию во внешней среде СОг оказался возможным фотосинтез. Бактериальный фотосинтез, а затем и фотосинтез зеленых растений развивались примерно 3—2 10 лет назад. Фотосинтез состоит в поглощении света и преобразовании его энергии в химическую энергию биологических молекул. Для этого потребовались поглощающие свет соединения, в частности, содержащие порфириновые циклы — хлорофилл и цитохромы. В результате поглощения квантов света в хлорофилле электроны системы переходят на более высокие уровни энергии. Далее работает цепь переноса электронов, главными участниками которой являются окислительно-восстановительные ферменты — цитохромы. Запасенная первоначально в хлорофилле энергия выделяется в биологически полезной форме — в АТФ и НАДФ. Происходит фотофосфорилирование. [c.53]

Железо играет роль катализатора при образовании хлорофилла и участвует в дыхании растений, входя в состав ферментов, регулирующих окислительно-восстановительные процессы. Ввиду достаточного содержания железа в почвах соли железа в качестве удобрений используются лишь в исключительных случаях (при чрезмерном содержании в почве извести). [c.21]

К. А. Тимирязев доказал, что кривая фотосинтеза соответствует спектральной кривой поглощения света хлорофиллом с максимумом в красных и синих лучах. Эти работы К. А. Тимирязева сопровождались тщательными исследованиями спектральных свойств хлорофилла, его производных - и сопутствующих пигментов, а также разработкой чрезвычайно точней оптической аппаратуры и приборов для газовых анализов. В результате этих исследований К. А. Тимирязев доказал, что хлорофилл является сенсибилизатором процесса фотосинтеза экспериментально доказал приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза показал приспособительный характер процесса фотосинтеза и оптических свойств пигментов к условиям солнечного освещения наметил возможные пути участия хлорофилла в фотосинтезе как окислительно-восстановительном процессе. [c.33]

Таким образом, Тимирязев показал, что именно хлорофилл является поглотителем света в зеленых растениях и что этот пигмент, поглощая квагггы света, обладает способностью передавать их далее молекулам веществ, являющихся ис-ходнымн при фотосинтезе. При этих реакциях хлорофилл испытывает обратимое окислительно-восстановительное превращение. Структура молекулы хлорофилла показана ниже [c.176]

Важным направлением биоэлектрохимических исследований является изучение свойств мембран с встроенными ферментными системами. Так, предприняты попытки встраивания в бислойные фосфолипидные мембраны компонентов ферментных систем, присутствующих во внутренней мембране митохондрий (никотинамид — аденин — динуклеотида (ЫАОН), флавинмононуклеотида и коэнзима Р,), а также хлорофилла. На таких мембранах при наличии в водном растворе окис-лительно-восстановительных систем генерируется мембранный потенциал, вызванный протеканием окислительно-восстановительных реакций на границе мембрана — электролит. В определенных условиях мембраны оказываются проницаемыми для электронов или протонов. Эти опыты важны для понимания механизма превращения энергии и переноса электронов в живых организмах. [c.141]

Молекула А принимает электрон от возбужденного хлорофилла (ХСН1А) и превращается в А . Электрон, удаленный из молекулы пигмента, может быть затем заменен на электрон, пришедший от молекулы донора X. Поскольку X и А в достаточной степени отдалены друг от друга, они не взаимодействуют между собой непосредственно, и возникшие в этом процессе частицы Х" " и А могут далее принимать участие а других окислительно-восстановительных реакциях. [c.164]

У прокариот известны три типа фотосинтеза I — зависимый от бактериохлорофилла бескислородный фотосинтез, осуществляемый группами зеленых, пурпурных бактерий и гелиобактерий II — зависимый от хлорофилла кислородный фотосинтез, свойственный цианобактериям и прохлорофитам III — зависимый от бактериородопсина бескислородный фотосинтез, найденный у экстремально галофильных архебактерий. В основе фотосинтеза I и II типа лежит поглощение солнечной энергии различными пигментами, приводящее к разделению электрических зарядов, возникновению восстановителя с низким и окислителя с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. Перенос электронов между этими двумя компонентами приводит к выделению свободной энергии. В фотосинтезе III типа окислительно-восстановительные переносчики отсутствуют. В этом случае энергия в [c.96]

Кроме перечисленных выше органических веществ в растениях, особенно в высших, содержатся в малых количествах хиноны - биологически активные вещества (лекарства), каратиноиды - красители, хлорофиллы - ответственные за фотосинтез и порфирины - ферменты (комплексные металлоорганические соединения из микроэлементов), регулирующие окислительно-восстановительные процессы в клетках. [c.56]

Рис. 28.6. Схема синхронногб окислительно-восстановительного взаимодействия фотовозбужденного хлорофилла (по В. Б, Евстигнееву)

Свет, поглощенный фотосистемой I, поставляет энергию для переноса электронов от донора Y (окислительно-восста-новительный потенциал ч-0,4В) через хлорофилл ai (Р-700) реакционного центра на акцептор X (окислительно-восстановительный потенциал —0,6В), т. е. против градиента потенциала в +1,0 В. Восстановленная форма X затем передает электроны (восстанавливает) на NADP+ (окислительно-восстановительный потенциал —0,32 В) через ферредоксин (белок, содержащий железо и серу) с помощью флавопротеинового фермента. [c.344]

Особо необходимо отметить работы (кад. А. И. Теренина и А. А. Ерасновского по изучению окислительно-восстановительных фотохимических превращений хлорофилла, указывающих на возможный механизм участия этого пигмента в процессе фотосинтеза. [c.13]

Отсутствие у пурпурных и зеленых нитчатых бактерий светозависимого восстановления НАД или ферредоксина связано с тем, что электроны, отрывающиеся от молекулы хлорофилла, в результате фотохимической реакции акцептируются на хиноновых соединениях, окислительно-восстановительный потенциал которых недостаточно отрицателен для непосредственного восстановления НАД или ферредоксина (см. табл. 11). В этих группах фотосинтезирующих эубактерий восстановитель образуется в результате темнового переноса электронов от экзогенных доноров (сульфид, тиосульфат, органические соединения) против электрохимического градиента — обратного переноса электронов (рис. 75, А). Последний осуществляется с участием электронтранепортной цепи, в состав которой входят флавопротеины, за счет энергии, генерируемой в процессе циклического электронного транспорта. [c.284]

Обнаружено, что в фотоокисленном состоянии хлорофилл а реакционного центра фотосистемы И имеет окислительно-восстановительный потенциал порядка +1000...+ 1300 мВ, т.е. настолько положительный, что может быть восстановлен за счет электронов воды. Механизм реакций, связанных с переносом электронов от молекул воды на П зо, неизвестен. Установлено, что [c.287]

Вернемся теперь к синтезу АТР. Подавляющая часть молекул АТР (около 85 %) в животных бактериальных и растительных клетках синтезируются в мембранных внутриклеточных структурах (мембранное фосфорилирование). В аэробных организмах непосредственными источниками энергии (энергодонорные процессы) являются определенные стадии окисления пищи. В растениях и фотосинтезирующих бактериях первичными источниками явшяются, конечно, кванты света, энергия которых, после возбуждения хлорофилла, превращается в энергию в окислительно-восстановительных цепях электронного транспорта (ЦЭТ) в тилакоидных мембранах хлоропластов. [c.90]

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]

Тилакоидные мембраны и светособирающие пигменты (пигменты антенн). Тилакоидная мембрана содержит в себе пигментные молекулы (хлорофи Гл а, хлорофилл Ь и каротиноиды), переносчики электронов и фермейты. Подавляющее большинство молекул хлорофилла ( 99,5%), а также дополнительные пигменты (каротиноиды, фикобилипротеины) ответственны за поглощение света и распределение энергии они образуют систему антенны. Лишь незначительная часть хлорофилла а выполняет роль фотохимического реакционного центра, в котором цротекает собственно фотохимическая окислительно-восстановительная реакция. Пигменты антенн (светособирающие пигменты) улавливают свет и передают энергию хлорофиллу реакционного центра (Каротиноид Каротиноид Хлорофилл - - Каротиноид - Хлорофилл + Каротиноид). Каротиноиды выполняют также защитную функцию при очень ярком солнечном освещении они отдают избыточную энергию в окружающую среду и тем самым защищают молекулы хлорофилла от фотоокисления. Система светособирающих пигментов и реакционный центр объединены в так называемую фотосинтетиче-скую единицу. [c.385]

Хлорофилл и флавиыы способны катализировать окислительно-восстановительные реакции на свету. Известно, что в суспензии хлоропластов или в зеленых коллоидных растворах из листьев растений происходит восстановление -бензохиноиа с одновременным выделением молекулярного кислорода. Есть данные, подтвержденные и нами [11], что в препаратах, неспособных окислять гидрохинон в темноте, на свету совершается стехиометриче-ская реакция [c.142]

В растениях он не содержится, но в них присутствуют другие вещества, обладающие А-витаминной активностью. К ним относятся каротиноиды, а именно — каротины. Каротиноиды — желтые или красные пигменты алифатического строения, построенные из восьми остатков изопрена. Наиболее важен среди них каротин — С4оН5в. Каротин наряду с хлорофиллом всегда содержится в хлоронластах зеленых листьев, во многих цветках и плодах. Каротиноиды имеют большое значение в процессах фотосинтеза, размножения растений й в окислительно-восстановительных системах. [c.41]

Исследование ЙК-спектров показало, что растворы хлорофилла содержат его в виде олигомеров — агрегатов из 2—10 молекул. Феофетин таким свойством не обладает. Связь между молекулами хлорофилла осуществляет атом магния, координирующийся с. атомом кислорода кето-группы кольца Б другой молекулы. Возможно, эта его способность играет решающую роль в регулярной упаковке молекул хлорофилла внутри хлоропластов. Преимущества магния перед переходными металлами здесь очевидны с кислородом он связывается гораздо охотнее. Несмотря на отсутствие у магния -электронов, он ухитряется активно вмешиваться в дела нижней разрыхляющей орбиты — той самой, благодаря которой хлорофилл и возбуждается, и вступает в окислительно-восстановительные реакции. Вмешательство осуществляется посредством взаимодействия магния с неподеленными электронными парами атомов азота. К этому выводу привело недавно проделанное тщательное изучение спектров ядерного магнитного резонанса на ядрах з Си (вот до каких головоломных объектов начал добираться этот вездесущий метод исследования ). Если в спектрах феофитина атомы азота, имеющие при себе водород, резко отличаются от атомов азота, лишенных водорода (и естественно, почти столь же резко различаются химические сдвиги соседствующих с азотом атомов углерода), то в хлорофилле эти различия сильно сглажены. О том же свидетельствуют фотоэлектронные спектры если атомам азота феофитина соответствуют две линии, то хлорофилл обнаруживает лишь одну. [c.300]

Это относится прежде всего к представлениям Рабиновича о формах активного состояния хлорофилла, о механизме участия хлорофилла в окислительно-восстановительных реакциях фотосинтеза,. о состоянии хлорофилла в хлоронластах и т. д. Ошибочность взглядов Рабиновича в этих вопросах вскрыта главным образом работами советских исследователей, что указано в редакционных примечаниях. В связи с этим надо отметить, что Рабинович склонен придавать решающее значение отдельным опытам с превращениями хлорофилла in vitro H делать на основаниц их весьма ответственные [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология