Хлорофилл

Хлорофилл (гр. chloros — жасыл және гр. phyllon — жапырақ) — Күн сәулесінің қуатымен фотосинтез процесін іске асыратын өсімдіктердің жасыл пигменті. Хлорофиллдің бірнеше типі (Х. a, b, c, d) бар. Хлорофиллдің бұл типтері бактериялар, балдырлар, жоғары сатыдағы өсімдіктердің құрамында кездеседі. Фотосинтездеуші бактериялардың барлығына бактериохлорофилл пигменті тән. Химиялық құрылымы жағынан барлық хлорофиллдер пирролдың магнийлі тұздары болып табылады. Олардың молекулаларында төрт пиррол сақиналары өзара метилдік көпіршелері арқылы байланысып, порфирин ядросын құрайды. Пиррол сақиналарындағы азот атомдары төрт үйлестіргіш байланыс арқылы тұтасады. Порфириндік құрылымға бесінші болып циклопентан сақинасы жалғасқан. Тетрапиррол және циклопентан сақиналарынан құралған — хлорофилл молекуласының негізгі бөлігі форбин деп аталады. 4-пиррол сақинасының жанама тізбегіндегі пропион қышқылы күрделі эфирлі байланыс арқылы фитол спиртімен (С20Н39ОН) жалғасқан. Хлорофилл молекуласындағы тетрапирролдық циклдің сырт жағындағы көміртек атомдары 1 — 10 сандарымен белгіленеді. Сол атомдардың 1, 3, 5 және 8-дерінде метил топтары, екіншісіне — винил, төртіншісіне — этил топтары жалғасқан. Хлорофилл молекуласындағы магний атомы оның біраз маңызды физикалық-химиялық қасиеттерін анықтайды. Магнийдің тетрапирролдық құрылымға енуі хлорофиллдің спектрлік қасиеттерін біраз өзгертеді. Магнийдің әсері пиррол сақиналарындағы азот атомдары арқылы жүзеге асады. Порфирин құрылымындағы азот атомдарының мәні біркелкі болмайды: олардың екеуі үшінші азот (>N), қалған екеуі имминдік азот деп аталады. Сонымен қатар хлорофилл молекуласының күрделі қосындыларды түзушілік қабілеттілігі де магний атомына байланысты. Хлорофилл а пигментінің химиялық құрылысын зерттегенде оның фотосинтез процесінің үш қызметін — сіңіру, сақтау және қуатты өзгертуге бейімделгенін көрсетеді. Хлорофилл молекуласының үлкен бөлігі жарық қуатын қабылдап, оны фотосинтездің реакциясының ортасына тасымалдайды. Бұл процесте хлорофилл молекуласының қозуы мен қуат қорын жинауы қатар жүреді. Хлорофилл молекуласының кіші бөлігі фотосинтездің реакциясының ортасына қосылған және тікелей фотохимиялық реакцияларға қатысады. Фотосинтездік орталықтағы хлорофилл молекуласы сіңірілген квант қуат арқылы молекулааралық электрон тасымалдау — тотығу-тотықсыздану процесін жүзеге асырады. Фотосинтездің алғашқы процестері кезінде тотықсыздырғыш өнімдер (НАДН, НАДФН) және аденозинүшфосфор қышқылы (АТФ) синтезделеді. Осы қосылыстарда шоғырланған қуат кейін Кальвин цикліне кіретін көміртектің биохимиялық айналымында қолданылады. Сонымен, хлорофилл сіңірген жарық қуаты фотосинтез процесі арқылы органикалық өнімдердің әлеуетті химиялық қуатына айналады. Фототрофты бактерияларда фотосинтез процесіне хлорофиллдің аналогы бактериохлорофилдер қатысады.

Хлорофилл кұрылымы