Prvi put je klorofil u kristalnom obliku opisao ruski fiziolog i botaničar I. P. Borodin 1883. godine. Kasnije se pokazalo da nije riječ o samom klorofilu, već o blago modificiranom obliku - etil-klorofilidu. Poljski biokemičari M. Nentsky i L. Markhlevsky (1897.) otkrili su da je osnova molekule klorofila, kao i hemoglobin, porfirinski prsten. Tako je prikazana temeljna strukturna sličnost ovih pigmenata u biljkama i životinjama.
Njemački kemičar R. Willstatter 1906-1914 utvrđen je elementarni sastav klorofila a - C 55 H 72 O 5 N 4 Mg i klorofil b-C 55 H 70 O 6 N 4 Mg, i njemački biokemičar G. Fisher u godinama 1930-1940. potpuno dešifrirao strukturnu formulu klorofila. Godine 1960. organski kemičari R. B. Woodward (SAD) i M. Strehl (Njemačka) proveli su umjetnu sintezu klorofila. Klorofil je ester klorofilina dikarboksilne kiseline, u kojem se jedna karboksilna skupina esterificira s ostatkom metilnog alkohola, a drugi s ostatkom monatomatnog nezasićenog alkohola fitola. Strukturna formula klorofila a prikazana je na slici 1.
Slika 1. Strukturna formula klorofila a i b
Četiri pirolska prstena (I - IV) međusobno su povezana metanskim mostovima (a, p, y, 5), tvoreći porfirinsku jezgru. Vanjski ugljikovi atomi u tetrapirrolnom ciklusu numerirani su od 1 do 10. Dušikovi atomi pirola s četiri koordinacijske veze međusobno djeluju s atomom magnezija, a struktura porfirinske jezgre također sadrži ciklopentanski prsten (V) C9 i metilirana karboksilna skupina na C10. Struktura koja se sastoji od tetrapirolnih i ciklopentanskih prstenova naziva se forbin. Bočni lanac IV pirolskog prstena uključuje propionsku kiselinu, povezanu esterskom vezom s poliizoprenskim nezasićenim alkoholnim fitolom (C).20H39OH). Prvi, treći, peti i osmi ugljik pirolskih prstenova imaju metilne skupine, druga - vinilnu skupinu, četvrtu - etilnu skupinu. Porfirinski prsten je sustav od devet parova konjugiranih (konjugiranih) naizmjeničnih dvostrukih i pojedinačnih veza s 18 delokaliziranih p-elektrona. Klorofil b se razlikuje od klorofila po tome što u trećem ugljiku umjesto metila postoji formilna (-CHO) skupina. Struktura klorofila bez fitola naziva se klorofilid. Kada se atom magnezija zamijeni protonima u molekuli klorofila, formiraju se odgovarajući feofetini.
Klorofili a, b, c, d nađeni su u višim biljkama i algama. Sve fotosintetske biljke, uključujući sve skupine algi, kao i cijanobakterije, sadrže klorofile skupine a. Klorofil b je prisutan u višim biljkama, u zelenim algama i euglovcima. Smeđe i diatološke alge imaju klorofil c umjesto klorofila b, a mnoge crvene alge imaju klorofil d. Različiti bakterioklorofili pronađeni su u fotosintetizirajućim bakterijama koje izvode fotoredukciju.
Prva faza biosinteze klorofila u biljkama je stvaranje 5-aminolevulinske kiseline (ALK) iz C5-dikarboksilne kiseline. Pokazalo se da se glutaminska kiselina pretvara u 4,5-dioksovaleričnu kiselinu preko 2-hidroksiglutarne kiseline, koja se zatim aminira s alaninom ili drugim aminokiselinama (slika 2). Reakcija transaminacije katalizirana je ALK transaminazom koja uključuje piridoksal fosfat kao koenzim. Osketoglutarna (2-oksoglutarska) kiselina može se također koristiti za sintezu ALA. Ciklizacija dvije molekule ALA dovodi do stvaranja spoja pirol - porfobilinogena. Uroporfirinogen nastaje iz četiri pirola koja se pretvaraju u protoporfirin IX. Daljnji put transformacije protoporfirina može biti različit. Uz sudjelovanje željeza nastaje heme, koji je dio citokroma, katalaze, peroksidaze i hemoglobina. Ako se molekula protoporfirina uključi na magnezij, onda se karboksilna skupina na C10 R1 se esterificira metilnom skupinom 6-adenozil-b-metionina i ciklopentanski prsten (K) se zatvori, zatim se formira protoklorofilid.
Sl.2. Biosinteza klorofila
Nekoliko sekundi pod djelovanjem svjetlosti, protoklorofilid se pretvara u klorofilid i kao rezultat hidrogenacije dvostruke veze u C7 - S8 u IV pirolnoj jezgri. U nižim biljkama i nekim gimnospermama (u crnogorici), klorofilid može nastati u mraku. Klorofilid ima ista spektralna svojstva kao i klorofil. Posljednji stupanj nastanka molekule klorofila je esterifikacija fitolom, koji se, kao i svi spojevi poliizoprena, sintetizira iz acetil CoA preko mevalonske kiseline. Prema A. A. Shlyki (1965), klorofil b se može formirati iz novo sintetiziranih molekula klorofila a. Svi opisani postupci, počevši od formiranja ALA, provode se u kloroplastima. Prvi znakovi ozelenjavanja etioliranih angiosperma koji se uzgajaju u mraku promatraju se 2-4 sata nakon početka osvjetljavanja.
Fizikalna i kemijska svojstva klorofila
U krutom obliku, klorofil a je amorfna plavo-crna tvar. Talište klorofila je 117-120 ° C. Klorofili su dobro topljivi u etil eteru, benzenu, kloroformu, acetonu, etilnom alkoholu, slabo topljivi u petrolej eteru i netopljivi u vodi. Otopina klorofila a u etil eteru ima plavo-zelenu boju, klorofil b je žuto-zelene boje. Izraženi apsorpcijski maksimumi klorofila leže u crvenom i plavom dijelu spektra (sl. 3).
Slika 3. Spektri apsorpcije pigmenta od plastida
U etilnom eteru, apsorpcijski maksimumi klorofila skupine a u crvenom dijelu spektra su unutar 660 - 663 nm, u plavom - 428 - 430 nm, a klorofil b je unutar 642 - 644 i 452 - 455 nm. Klorofili vrlo slabo apsorbiraju narančasto i žuto svjetlo i uopće ne upijaju zelene i infracrvene zrake. Apsorpcija u plavo-ljubičastom dijelu spektra posljedica je sustava konjugiranih jednostrukih i dvostrukih veza porfirinskog prstena molekule klorofila. Intenzivna apsorpcijska traka u crvenom području povezana je s hidrogeniranjem dvostruke veze u C7 - S8 u IV pirolovoj jezgri (tijekom prijelaza iz protoklorofilida u klorofilid) i prisutnosti magnezija u porfirinskom prstenu. Ti isti uvjeti doprinose smanjenju apsorpcije u žutim i zelenim dijelovima spektra. Zamjena magnezija protonima u liječenju klorofila s kiselinom dovodi do stvaranja feofetina koji ima smeđe-zelenu boju i oslabljen crveni apsorpcijski maksimum. Uklanjanje ostataka fitola i metilnog alkohola alkalnom hidrolizom malo utječe na apsorpcijski spektar klorofila. Klorofilin ima ista spektralna svojstva kao i klorofil: on je zelen, ima crvene i plave apsorpcijske maksimume.
Položaj maksimuma apsorpcijskog spektra pod utjecajem je prirode otapala i međusobne interakcije molekula klorofila, kao i drugih pigmenata, lipida i proteina. Za agregirane molekule klorofila (na primjer, u krutim filmovima i za klorofil u kloroplastima), maksimum crvene apsorpcije pomiče se na područje dulje valne duljine (do 680 nm).
Otopine klorofila u polarnim otapalima imaju svijetlu fluorescenciju (luminiscenciju). Klorofil a u etil eteru ima fluorescenciju rubin-crvene boje s maksimumom od 668 nm, klorofil b ima 648 nm, odnosno maksimumi fluorescencije u skladu s Stokesovim pravilom su blago pomaknuti prema apsorpcijskim maksimumima. Agregirani klorofil i klorofil u prirodnom stanju (u živom listu) slabo fluoresciraju. Otopine klorofila također su sposobne za fosforescenciju (to jest, dugotrajno usijavanje), čiji maksimum leži u infracrvenom području.
Mehanizmi fluorescencije i fosforescencije, uključujući molekule klorofila, dobro su proučeni. Najstabilnija su stanja atoma i molekula u kojima valentni elektroni zauzimaju najniže energetske razine i raspoređeni su po njima prema Paulijevom načelu (ne više od dva elektrona s antiparalelnim spinovima na svakoj orbitali). Ovo stanje molekule naziva se glavni singlet (S0 ) stanje energije (slika 4). Ukupni spin (vektor magnetskih trenutaka) svih elektrona molekule u ovom slučaju je nula. Kada molekula apsorbira kvantum svjetla, tada se zbog te energije elektron pomiče na viša prazna orbitala. Ako pobuđeni elektron zadržava isti smjer vrtnje, tada je molekula u singletno pobuđenom stanju (S *). Ako se za vrijeme prijelaza na višu orbitu okreće spin elektrona, tada se takva pobuda naziva triplet (T *). Izravni prijelaz iz osnovnog stanja u trostruki je malo vjerojatan događaj, jer to zahtijeva inverziju orijentacije spina. Prijelaz molekule iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje, koji nastaje kada se apsorbira kvant svjetla, odgovara pojasu u apsorpcijskom spektru. Apsorpcija klorofila kvanta crvenog svjetla dovodi do singletnog elektrona-pobuđenog stanja - S *1.
Slika 4. Energetska stanja molekule klorofila
Kada se kvant plavog svjetla apsorbira s višom razinom energije, elektron se pomiče na višu orbitu (S *)2). Uzbuđena molekula klorofila vraća se u osnovno stanje na različite načine. Dajući dio energije u obliku topline (posebno s razine S *)1), molekula može emitirati kvant svjetlosti s dužom valnom duljinom (Stokesovo pravilo), koja se manifestira u obliku fluorescencije. Kao što je već navedeno, klorofil a apsorbira svjetlost u crvenom i plavom području spektra, ali samo fluorescira u crvenoj boji. Životni vijek singletno pobuđenog stanja je 10 -13 - 10 -9 s.
Drugi način gubitka energije sastoji se u prijelazu molekule iz uzbuđenog singletnog stanja u metastabilno trostruko stanje (s preokretanjem spina). Ovaj prijelaz nije radijacijski, tj. Energija se gubi u obliku topline. Trostruko pobuđeno stanje ima mnogo dulji vijek trajanja (> 10 -4 s). Iz tripletnog stanja, molekula se može vratiti na tlo, emitirajući čak i dulji val (nego u slučaju fluorescencije) kvanta svjetlosti. To je obično slabiji sjaj i postoji fosforescencija.
Konačno, energija pobuđenog stanja može se koristiti za fotokemijske reakcije. U ovom slučaju nije uočena fluorescencija i fosforescentnost klorofila.
Struktura molekule klorofila, odabrana u procesu evolucije iz mnogih drugih organskih pigmenata, savršeno je prilagođena njezinim funkcijama kao senzibilizator fotokemijskih reakcija. Sastoji se od 18 delokaliziranih π-elektrona (predstavljenih u strukturalnoj formuli klorofila kao 18-eročlanog prstena konjugiranih dvostrukih veza), što čini molekulu klorofila lako uzbudljivom apsorbiranjem kvanta svjetlosti.
Čak je i Timiryazev sugerirao da je klorofil sposoban za redoks transformaciju. Reakcija fotoredukcije klorofila najprije je provedena u modelnim pokusima A. A. Krasnovsky 1948. Klorofil otopljen u piridinu pod anaerobnim uvjetima pod djelovanjem svjetla reducira se askorbinskom kiselinom ili drugim donorima elektrona. U ovom slučaju, formira se reducirani ("crveni") oblik klorofila s apsorpcijskim maksimumom na 525 nm.
Nakon isključivanja svjetla, reakcija ide u suprotnom smjeru. Fotoreducirani klorofil može zauzvrat vratiti različite akceptore elektrona. U istom modelnom sustavu, ali s dodatkom akceptora elektrona, klorofil, kada je osvijetljen, djeluje kao senzibilizator. U tim uvjetima dolazi do redukcije NAD +, riboflavina, kinona, Fe 3+, kisika. Tako molekula klorofila može djelovati ne samo kao primarni primatelj elektrona, već i kao njegov primarni donor.
Iz svega navedenog slijedi da zbog strukturnih i fizikalno-kemijskih svojstava molekula klorofila može obavljati tri glavne funkcije: 1) selektivno apsorbirati svjetlosnu energiju, 2) pohraniti je u obliku elektronske energije pobude, 3) fotokemijski pretvoriti energiju pobuđenog stanja u kemijsku energiju primarnog fotoreduciranog. i foto-oksidirani spojevi.
Za funkcioniranje molekule klorofila u procesima fotosinteze bitna je njezina prostorna organizacija. Magnezij-porfirinski prsten molekule je gotovo ravna ploča debljine 0,42 nm i površine 1 nm2. To je hidrofilni dio molekule klorofila. Dugi alifatski ostatak fitola (2 nm), koji sa porfirinskim prstenom tvori kut, njegov je hidrofobni pol, koji je potreban za interakciju molekule klorofila s hidrofobnim područjima membranskih proteina i lipida.
http://biofile.ru/bio/19385.htmlCHLOROPHILLES (grčki list chloros green + phyllon) - pigmenti biljaka, kao i neki mikroorganizmi, pomoću kojih se hvata energija sunčeve svjetlosti i provodi fotosinteza. Sudjelujući u fotosintezi (vidi), klorofili igraju ogroman biol. ulogu.
Postoje četiri vrste klorofila: a, b, c i d. Više biljke sadrže klorofile a i b, smeđe i dijatomeje - klorofile a i c, crvene alge - klorofil d. Osim toga, neke fotosintetske bakterije sadrže analoge klorofila - bakterioklorofile. Molekule klorofila temelje se na kompleksu magnezija u ciklusu porfirina (vidi Porfirini). Na jedan od prstenova pirola vezan je ostatak poliola fitola, zbog čega su se klorofili mogli integrirati u lipidni sloj kloroplastne membrane.
Izolaciju klorofila u čistom obliku i njihovo razdvajanje na dvije komponente (klorofili a i b) najprije je proveo ruski botaničar M. Tsvet, koristeći metodu kromatografije koju je razvio (vidi). Također je dokazao da u listovima biljaka klorofil prati niz žutih satelita - karotenoida (vidi). Strukturnu formulu klorofila ustanovio je Fisher (N. Fischer) 1940. godine. MV Nentsky i njegovi učenici su ga dokazali. odnos hemoglobina (vidi) i klorofila biljaka. U proučavanju fiziološke uloge klorofila, studije KA Timiryazev bile su od velikog značaja. Potpunu sintezu klorofila proizveo je Strell (M. Strell) i Woodward (R. W. Woodword) 1960. godine neovisno jedan o drugome.
Klorofili su glavna komponenta pigmentnog aparata viših biljaka, mahovina, algi, fotosintetizirajućih bakterija. Njihov sadržaj u biljkama ovisi o vrsti biljke, dostupnosti mineralne ishrane i drugim uvjetima. Broj klorofila u biljkama kreće se od 1,7 do 5% u suhoj težini. Njihova koncentracija na površini lista određuje intenzitet apsorpcije svjetla u biljci, ako razina klorofila ne prelazi 2 mg / dm 2. Kada se sadržaj klorofila od 3 mg / dm 2 i više, koeficijent apsorpcije svjetlosti približava 97-100% i ne ovisi o količini pigmenta.
U stanicama zelenog lista klorofili se nalaze u posebnim organelima, plastidama, koje se nazivaju i zrncima klorofila, ili kloroplastima. Svaki kloroplast srednje biljke Mnium ima volumen od 4,1 x 10 -11 cm3 i sadrži 1,3 * 109 molekula klorofila, ograničen je na dvostruku lipoproteinsku membranu i ispunjen je stromom proteina. Izmjenjive proteinske ploče i obojeni pigmentno-lipidni slojevi formiraju inkluzije u stromi (aspektima). Udaljenost između molekula pigmenta u tankim monomolekularnim ili bimolekularnim slojevima je mala; svaki od par molekula može biti povezan s enzimima citokromskog tipa (vidi citokrom), sposoban donirati elektron klorofilu, a drugi s akceptorom elektrona kao što je ferredoksin.
Proces fotosinteze počinje apsorpcijom kvantnog svjetla biljnog pigmentnog sustava. Sudjelovanje posrednih sustava u lancu prijenosa elektrona prikazano je na dijagramu:
gdje je X klorofil, CIT je citokrom, PD je ferredoksin, FL je flavin sustav, hv je kvant svjetlosti.
Proces migracije energije između različitih oblika klorofila važan je u funkcionalnoj fotosintetskoj jedinici. Aktivna fotosintetska jedinica sadrži 200-400 molekula klorofila koje djeluju kao jedinstveni sustav za hvatanje svjetlosti koji apsorbira jedan kvant svjetlosti. U jednom ciklusu rada, na svakih 3000 molekula klorofila, oslobađa se jedna molekula kisika. Utvrđeno je da spektralno različiti oblici klorofila formiraju ljestve energetskih razina, uz koje se apsorbira energija “protoka” u reakcijske centre. Spektralne studije su nam omogućile da podijelimo oblike klorofila u tri glavne skupine (kratkotalasne, dugovječne i srednje) prema njihovoj ulozi u apsorpciji i prijenosu energije.
Fotosintetske bakterije također sadrže subcelularne čestice koje sadrže bakterioklorofil. To su spljošteni diskovi promjera 100 nm, nazvani kromatofori.
Strukture pigmentno-proteinskih kompleksa u organizaciji fotosintetskih membrana različitih organizama, uključujući bakterije, alge i više biljke, slične su. Kompleksni polipeptidi klorofila-proteina sintetizirani su unutar kloroplasta; oni se sastoje od glavnog polipeptidnog mol. vaganje (masa) 73.000 i tri manje s molekularnom težinom (masom) od 47.000, 30.000 i 15.000 jedinica.
Sinteza i obnova pigmenta u rastućem zelenom tkivu odvija se velikom brzinom. Kako tkivo stari, proces biosinteze klorofila se usporava. U prvim fazama biosinteze klorofila, porpholobinogen, derivat pirola, nastaje kondenzacijom dvije molekule δ-aminolevulinske kiseline. Protoporfirin tvori direktni prekursor klorofila, protolorofilid, koji sadrži atom magnezija. Zatim, nakon dodatka poliola fitola, nastaje klorofil.
Faze od porfobilinogena do protoporfirina i od protoporfirina do klorofila a provode se prema jednoj od dvije sheme:
Prva reakcija prevladava u listovima etioliranih (tj. Uzgojenih u mraku) biljaka, a drugi - u zelenom. Završne faze biosinteze pigmentnog aparata ubrzavaju se uz sudjelovanje jednog multienzimskog kompleksa klorofila-sintetaze. U tom pogledu, prirodna ovisnost biosinteze klorofila o brzini sinteze proteina i inhibiciji inhibitora sinteze proteina. Sinteza pigmenata usporava i pri smanjenju temperature i potpuno se zaustavlja na temperaturi ispod -2 ° C, a fotosinteza se nastavlja na negativnim temperaturama, do -24 °. Proces je poremećen nedostatkom željeza i viškom mangana.
Nastajanje klorofila b slijedi kroz klorofil a oksidacijom. Reakcija transformacije ide u svjetlu; srednji stupanj je stvaranje kompleksa enzima-proteina.
Postoje naznake ovisnosti brzine reakcije o djelovanju prijenosnog lanca elektrona i, prema tome, o brzini stvaranja NADPH i NADH kao donora vodika. Faze sinteze na mjestu inkorporacije magnezija, konverzija Mg-porfirina, kao i esterifikacija s fitolom ostatka nropionske kiseline IV pirola ostaju nejasni.
Sposobnost zelenih biljaka da formira složene organske tvari od ugljičnog dioksida i vode tijekom fotosinteze određena je prisutnošću klorofila u njima. Istodobno, sadržaj klorofila a i klorofila b ne ovisi o zemljopisnim značajkama područja. Sadržaj klorofila a više je podložan utjecaju fizioloških i ekoloških uvjeta od sadržaja klorofila b.
Opisane su promjene u klorofilima u ontogenezi biljaka. Njihov se sadržaj povećava u fazi brušenja, u fazi cvjetanja i seta voća. Razina klorofila može odrediti spremnost biljaka za cvatnju. Nakon završetka procesa rasta, nakupljanje klorofila se zaustavlja, a molekule pigmenta obnavljaju se unutar kloroplasta, što nije povezano s formiranjem novih kloroplasta.
Princip fotosenzibilizirajućeg djelovanja klorofila tijekom fotosinteze potkrijepio je KA Timiryazev, a uključuje ekscitaciju pigmenta sa svjetlom, pri čemu pigment prelazi u singletno ili tripletno stanje i kasnije reverzibilne fotokemijske promjene. Klorofil u različitim fazama može poslužiti kao fotokemijski donor ili akceptor elektrona.
Budući da tetraproprolne strukture koje sadrže kompleksni vezani željezni atom igraju važnu ulogu u disanju tkiva sisavaca (vidi Hemoglobin), klorofilu i njegovim metalnim derivatima (tj. Spojevima čija struktura sadrži bakar, željezo, cink, kadmij ili srebro) koristi se u medicini kao antihipoksični lijekovi. Metalni derivati klorofila nazivaju se "feofitinata". Njihov antihipoksični učinak povezan je s tetapirrolnom strukturom i prisutnošću metalnog atoma. Vodotopivi pripravci klorofila imaju antibakterijsko i antivirusno djelovanje, osobito Ag-feofitinat. Hematopoetska, tonička svojstva su svojstvena klorofilinu natrija, koji se također koristi kao biostimulant.
Bibliografija: Godnev T.N. Klorofil, Njegova struktura i obrazovanje u biljkama, Minsk, 1963, bibliogr. Krasnovsky A. A. Razine regulacije svjetlosti fotosinteze, u knjizi: Teorijske osnove fotosintetske produktivnosti, ed. A. A. Nichiporovi-cha, str. 23, M., 1972; Metzler D. E. Biokemija, Kemijske reakcije u živoj stanici, trans. s engleskim, t. 1-2, M., 1980; Problemi biosinteze klorofila, ed. A. A. Shlyka, Minsk, 1971; Shlyk A. A. Metabolizam klorofila u zelenoj biljci, Minsk, 1965, bibliogr. E. igenberg, K.Y., Cg a s-m u n W.R. Chan S.I. Klorofil a u dvoslojnim membranama, Biochim. AndBiophys. Acta, v. 679, str. 353, 1982; Metabolički putovi, ed. D. M. Greenberg, v. 2, N. Y. - L., 1967; Olson J. M. Organizacija klorofila u zelenim fotosintetskim bakterijama, Biochim. AndBiophys. Acta, v. 594, str. 33, 1980.
P. A. Verbolovich, V. P. Verbolovich.
Složeni spojevi su široko rasprostranjeni u prirodi, igraju važnu ulogu u biološkim procesima. Dovoljno je spomenuti krvni hemoglobin (kompleksni agens Fe +) i klorofil zelenih biljaka (agens za kompleksiranje Mg +), vitamin B12 (sredstvo za kompleksiranje Co +). Kompleksni spojevi i kompleksiranje pronalaze najrazličitiju praktičnu primjenu. Formiranje kompleksa se koristi za omekšavanje tvrde vode i otapanje bubrežnih kamenaca, a složeni spojevi igraju važnu ulogu u kemijskoj analizi, proizvodnji metala itd. [Str.
Složeni spojevi čine najopsežniju i raznoliku klasu anorganskih tvari. Oni također uključuju mnoge organoelementne spojeve koji vežu zajedno prethodno odvojene anorganske kemije i organsku kemiju. Mnogi složeni spojevi - vitamin B12, hemoglobin, klorofil i drugi - igraju važnu ulogu u fiziološkim i biokemijskim procesima. Ispitivanje svojstava i prostorne strukture kompleksnih spojeva pokazalo se iznimno plodonosnim za kristalnu kemiju, koja proučava ovisnost fizikalno-kemijskih svojstava tvari o strukturi kristala koje su tvorile te potiče nove ideje o prirodi kemijske veze. Korištenje složenih spojeva u analitičkoj kemiji dovelo je do vrijednih rezultata. [C.354]
Klorofil, supstanca odgovorna za zelenu boju u biljkama, složen je spoj u kojem su četiri pirola povezana kao kompleks s magnezijem. Glavna vrijednost klorofila u prirodi je njegovo sudjelovanje u procesu fotosinteze, u pretvaranju svjetlosne energije u kemijsku energiju [8]. Iako mehanizam fotokemijske konverzije ugljičnog dioksida i vode u ugljikohidrate i kisik još nije potpuno jasan, primarna reakcija trebala bi biti fotofokacija klorofila s naknadnom uporabom te energije za oksidaciju vode i smanjenje ugljičnog dioksida. Dva su poznata klorofila a i 6 (XII, XIII), koji se malo razlikuju po strukturi, a prva je uglavnom odgovorna za fotosintezu. Potpuna sinteza XII i XIII provedena je 1960. godine [9] (Shema 4). [C.318]
Istraživanja kemijske prirode metala sadržanih u nafti [16] pokazala su da su metali u raznim gorivim mineralima u obliku metalnih porfirinskih kompleksa, koji su biokemijski ostaci klorofila i hemina. [C.24]
Kakva je kemijska priroda klorofila i njegova uloga u biljkama [c.316]
Ova podebljana pretpostavka biologa o pravoj kemijskoj prirodi molekule klorofila kao obojenog proteina u prvim godinama njezina objavljivanja nije se susrela s odgovorima ni u domaćoj ni u inozemnoj literaturi. I tek 1927. godine, na temelju svojih istraživanja, došao je do zaključka da stanje klorofila u živom listu može biti najbolje od svega [c.183]
Broj poznatih koenzima znatno je manji od ukupnog broja poznatih enzima, a isti koenzim u kombinaciji s različitim proteinima može tvoriti različite enzime. Po svojoj kemijskoj prirodi, mnogi koenzimi pripadaju klasi nukleotida, drugi sadrže ciklički sustav porfirina - heterocikličku skupinu od četiri pirolne jezgre, osobito prisutne u klorofilu i hemoglobinu (str. 416), mnogi važni enzimi su spojevi koji sadrže fosfor. [C.437]
Blizina kemijske prirode klorofila i hema, u kojoj porfirini čine strukturnu osnovu, od većeg je interesa jer je heme u tkivima različitih biljaka i životinja povezan sa specifičnim proteinima i da su neki od tih hemoproteina unutarstanični katalizatori. Jedno od svojstava ovih katalizatora je [c.304]
U prirodi, klorofil - kemijski reaktor biljke - može sintetizirati aminokiseline, šećere i druge životne tvari iz vode i ugljičnog dioksida samo uz sudjelovanje sunčeve svjetlosti. Ali svjetlo je samo jedna vrsta energije, je li moguće zamijeniti je drugom vrstom energije Da bi se odgovorilo na ovo pitanje, eksperimenti su provedeni s klorofilom zelene biljke - špinatom. Klorofil je ekstrahiran i ekstrakt je stavljen u elektrokemijsku ćeliju kroz koju su neko vrijeme prolazili električna struja i ugljični dioksid. Analiza otopine iz stanice pokazala je da se u njemu pojavljuju šećeri i aminokiseline, tj. Tvari formirane u listu zelene biljke na sunčevom svjetlu. Kao što možete vidjeti, najintimniji procesi koji se javljaju u biljnoj ćeliji pod utjecajem naizgled nezamjenjive sunčeve svjetlosti mogu se pojaviti bez nje, uz sudjelovanje jedne električne energije. [C.131]
Broj poznatih koenzima znatno je manji od ukupnog broja poznatih enzima, a isti koenzim u kombinaciji s različitim proteinima može tvoriti različite enzime. Po kemijskoj prirodi, mnogi koenzimi pripadaju klasi nukleotida, drugi sadrže ciklički porfirinski sustav - heterocikličku skupinu od četiri pirolne jezgre, koja se nalazi osobito u klorofilu i hemoglobinu (vidi 169), a mnogi važni enzimi su spojevi koji sadrže fosfor. Sastav brojnih enzima koji kataliziraju različite rotacije aminokiselina, na primjer, njihova sinteza, transaminacija, dekarboksilacija, uključuje koenzim piridoksal-5-fosf (HS [c.399]).
Razlika u našem smjeru od drugih, posebno stranih, studija bila je, prije svega, utvrđivanje i korištenje izrazito snažnog utjecaja fizikalno-kemijske prirode medija na fotokemijska svojstva klorofila. Tako je, pravilnim izborom okoliša, bilo moguće u laboratorijskim uvjetima provesti takve reakcije koje imaju slične značajke s prijenosom vodika tijekom fotosinteze. [C.361]
Fitol koji ulazi u molekulu klorofila po svojoj je kemijskoj prirodi sličan žutom pigmentu - karotenu. [C.113]
Organski spojevi u prirodi nastaju u procesu fotosinteze ugljičnog dioksida i vode. Taj se proces odvija u zelenim biljkama pod djelovanjem sunčevog zračenja koje apsorbira klorofil. Kao rezultat fotosinteze nastali su i fosilni izvori energije i kemijske sirovine, odnosno ugljen, nafta i prirodni plin. Međutim, organski spojevi su trebali postojati na Zemlji prije života, koji se nisu mogli pojaviti bez njih. Budući da su vodik i voda, kao i ugljični monoksid, dušik, amonijak i metan bili prisutni u primarnoj zemaljskoj atmosferi, a nije bilo kisika, prije otprilike 2 milijarde godina on je u postojećim uvjetima imao reducirajući karakter (snažno radioaktivno zračenje Zemlje). minerali i intenzivna atmosferska pražnjenja) u njemu se mogu odvijati reakcije tipa [c.9]
Iz gore navedenih podataka može se vidjeti da su klorofili, po svojoj kemijskoj prirodi, bliski krvnom pigmentu - heminu, koji je derivat porfirina. [C.115]
Odavno je poznato da se slične promjene događaju s manjkom ili viškom Fe, Cu, Mn, Mo, B, 2n u pigmentnom aparatu biljaka. Vizualna promatranja pokazuju da kada su biljke lišene jednog od tih elemenata razvijaju se izraziti poremećaji u procesima koji upravljaju sintezom i razgradnjom zelenog plastid-klorofila. I samo priroda kloroze, njezine manifestacije ovise o kemijskoj prirodi elementa koji nedostaje. Kada nedostatak željeza ostavlja ravnomjerno žutu boju, a zatim postaje bijela. Gubitak sposobnosti mladih [c.12]
U prošlosti se smatralo da se kemijski spojevi koji se nalaze u prirodi, kao što su klorofil, šećer, vitamini, maslinovo ulje, škrob, urea, proteini ili boje dobiveni iz cvjetova, mogu sintetizirati samo u biljkama i životinjama. Stoga su te i druge slične tvari razdvojene u zasebnu sekciju - organsku kemiju. [C.292]
Općenito je prihvaćeno da je klorofil u zelenom listu u agregiranom stanju u dva fotosustava (I i II) i uključuje u svoj okoliš, osim proteina i lipida, molekule karotena, citokroma, kinona, itd. Adenozin fosfati (ADP i ATP) su uključeni u fotokemijski stadij, nikotinamid-adenin dinukleotid fosfat (NADP), feredoksin, do stotinu različitih enzima, brojne molekule neidentificirane kemijske prirode, uobičajeno nazvane faktorima. Klorofil ima optimalan skup svojstava, [c.284]
Po svojoj kemijskoj prirodi, klorofil je derivat porfina, a 1P0 je u svojoj strukturi vrlo blizak boji krvi, heme. Za razliku od heme, klorofil sadrži magnezij, a ne željezo. MS Color pomoću kromatografske analize utvrdio je da je zelena boja biljaka zbog prisutnosti dva pigmenta 1) klorofila A (tamno plavo-zelena), 2) klorofila B (tamno žuto-maslinasto-zelena). Klorofil B se razlikuje u kemijskoj strukturi od klorofila A i činjenice da u drugom pirolovom prstenu umjesto metilne skupine postoji aldehidna skupina. [C.298]
Naravno, uz spektre anorganskih spojeva proučavani su spektri i spojevi ugljika. Dakle, testirajući Newtonovu hipotezu o primjeni pravila miješanja boja u bojama, Brewster (1832.) je ekstrahirao klorofil iz različitih biljaka i pronašao pet traka u svom apsorpcijskom spektru. B 1833 Miller proučava spektar pare indiga i ne detektira apsorpcijsku traku u njoj. Godine 1834. Talbot je opisao emisijski spektar cijana, pronašavši tri svijetle trake u ljubičastom dijelu spektra. To je iz 30-ih godina XIX stoljeća. Organske tvari postale su predmetom istraživanja spektroskopista, premda ih one nisu posebno proučavale. Tako je 1858. Draper, govoreći o emisijskom spektru, posebno promatranom tijekom izgaranja cijana, izrazio važnu ideju da je pojavljivanje linija i svjetla i tame posljedica kemijske prirode tvari koja daje plamen [38, str. 58]. [C.226]
Kemijska priroda procesa, koja dovodi do stvaranja pigmenata, nije poznata. Kao što je već spomenuto, Lyubimenko [166] je sugerirao da je stvaranje i uništavanje pigmenata u zelenom lišću povezano s promjenama redoks potencijala. Lyubimenko je otkrio stalan porast aktivnosti peroksidaze u listovima s njihovom dobi i smatrao je da je to povećanje karakteristično za oksidativnu aktivnost stanice. U početku, kod mladih listova, ova aktivnost je niska, a pigmentni sustav u njima gotovo u bezbojnom M reduciranom stanju, aktivnost se kasnije povećava i pigmenti prolaze jedan za drugim u obojeno oksidirano stanje u jesen, pigmenti dalje oksidiraju i pretvaraju se u bezbojne produkte. Stalna koncentracija pigmenata u ljetnim listovima odgovara nekom povoljnom intenzitetu oksidacijskih procesa, koji uspostavlja ravnotežu između oksidacijskih brzina klorofila i klorofila i klorofila, do bezbojnog proizvoda oksidacije. Ta se ravnoteža, kaže Lyubimenko, održava ogromnom reducirajućom tvari, vjerojatno pronađenom u kloroplastima, koju on naziva antioksidazom. [C.434]
Kao što je gore spomenuto, kemijska priroda procesa blijeđenja je nepoznata i vjerojatno teška.Mnogi autori vjeruju da je blijeđenje uzrokovano fotooksidacijom, ali ne treba zanemariti mogućnost foto-redukcije, posebno u lako oksidirajućim otapalima ili u prisustvu oksidirajućih nečistoća. Uklanjanje magnezija može biti srednji korak, uzrokujući privremenu promjenu u čistoj zelenoj boji klorofila u boji maslina feofitina. Prema Jorgensenu i Kiddu [31] i Aronovu i Mackinneyju [631], blijeđenje se nastavlja na ovaj način u svim kiselim otopinama, a u neutralnom ili alkalnom mediju nastaje međuproizvodnja feofitina. [C.503]
Albers i Knorr vjeruju da ovi rezultati sugeriraju promjene u kemijskoj prirodi klorofila, kao što su oksidacije ili redukcije, koje, kako kažu, mogu biti povezane s sudjelovanjem klorofila u fotosintezi (vidi Vol. I, Poglavlje XIX). [C.108]
Sada je utvrđeno (pregledano od strane Heinde i Olson, 1968) da ciklički protok elektrona u bakterijama uključuje klorofil Pggo (ime se objašnjava činjenicom da ovaj pigment ima fotoinducirani feding na 890 nm), primarni akceptor elektrona Z, čija je kemijska priroda još uvijek nisu poznati, kinon i citokrom C-tip (Slika 74). [C.157]
Debljina planarne jezgre molekule klorofila je 3,5-4,0A, a fitolni lanac pričvršćen za jezgru s četiri istaknute metilne skupine ima duljinu od oko 10-20A. Treba napomenuti da je jezgra molekule klorofila prilično velika. Osobitost ove strukture je u tome što nema sposobnost stvaranja kristala u obliku čopora ili špila karata. Oni su uvijek smješteni pod nekim kutom jedan prema drugome. Proučavanje porfirina pokazalo je da su klorofili u svojoj strukturi prilično bliski temi. MV Nentsky i njegovi suradnici Schunk i Markhlevsky (1894) prvi su skrenuli pozornost na ovu okolnost iznimnog znanstvenog značaja. Blizina kemijske prirode klorofila i hema je od osobitog interesa jer se hematin, željezo-porfirinska komponenta molekule hemoglobina - kromoproteina u krvi - također nalazi u biljkama. Dokazano je da je hematin u tkivima različitih biljaka i životinja povezan sa specifičnim proteinima i da su neki od ovih hemoproteina unutarstanični katalizatori. Vrlo je vjerojatno da je klorofil obično povezan s proteinima. [C.101]
Analizirajući podatke koje trenutno imamo o kemijskoj prirodi i fiziološkim funkcijama klorofila i hemoglobina, došao sam do zaključka da ne postoji analogija između ove dvije tvari. Kao što sam pokazao negdje drugdje, ova analogija, čak i ako je postojala, nema nikakve veze s mehanizmom stvaranja antaldehida u biljkama. U svakom slučaju, ako je od nekog interesa, to je samo u smislu da se može promatrati kao daleki dokaz zajedničkog podrijetla životinjskog i biljnog kraljevstva. [C.242]
I monomerni i agregirani klorofil vežu se na protein. Kemijska priroda ove veze nije jasna. Vjeruje se da je klorofil vezan za kisele skupine proteina (zein, gliadin) rezidualnim valencijama pirolnih dušikovih atoma. Također se smatra vjerojatnim da je atom magnezija sadržan u klorofilu povezan s glavnim skupinama proteina (histidina). Veza s lipoidnim dijelom lipoproteinskog kompleksa može se provesti pomoću fitola koji je dio klorofila. [C.128]
Prema T. N, Godnevu, ugljik (C) glukoze infiltriran u lišće pronađen je u porfirinskom dijelu molekule klorofila i u hidrofobnom dijelu. To pokazuje da su ugljikovi lanci šećera uključeni u biosintezu fitola, koji je po svojoj kemijskoj prirodi sličan karotenoidima. O tome svjedoče i opažanja prema kojima, čak i nakon produljenog (4-6 dana) starenja sadnica kukuruza u mraku, nije došlo do razaranja karotenoida ako su sadnice hranjene saharozom. [C.137]
U biokemiji i organskoj kemiji postoji jedno veliko područje istraživanja. Biolozi ga nazivaju statička biokemija. Kemičari ga smatraju jednim od glavnih područja strukturne organske kemije. Riječ je o otkriću, kemijskoj analizi i proučavanju strukture karakteristične za tvari divljih životinja. Povijesni korijeni ove teme, asti, idu u daleku prošlost, ali ona i danas nije izgubila svoju važnost. I treba napomenuti da čak i takve istinski epohalne studije otkrivaju strukturu terpena i seskviterpena kod L. Ruzicke, klorofila i hemina R. Willstätter i G. E. Fisher, holne kiseline i steroidi O. Int. / Anom i A Vindaus, mono- i polikaridi U. I. Heuorsa, karotenoida i flavina R. Kuhna i P, Carrer, Sve ove studije su dobile Nobelove nagrade. [C.175]
Prilikom proučavanja kromoproteina koji sadrže željezo skreće pozornost na vrlo široku primjenu strukture protoporfirina za stvaranje biološki važnih tvari. Protoporfirin se također nalazi u klorofilu, koji je jedan od najvažnijih organskih spojeva biljaka. Kemijska priroda i svojstva klorofila (postoje dva klorofila klorofila a - C5g, H7205Y Me i klorofila b - 55H, oO,, N4Mg) posebno su dobro proučena kroz studije M. V. Nentsky, K. A. Timiryazeva, M. S. Colors, R. Willstätter i G. Fisher. U molekuli klorofila, kao u molekuli heme, postoje četiri međusobno povezane pirolne jezgre, koje vežu magnezijev atom s dvije glavne i dvije dodatne valencije. Uz to je klorofil ester dibazične kiseline i dva alkohola - metil i fitol (visokomolekularni nezasićeni alkohol). [C.46]
Sinteza organskih tvari u zelenim biljkama od ugljičnog dioksida i vode korištenjem svjetlosne energije nosi naziv fotosinteze. Proces fotosinteze je glavni izvor stvaranja organske tvari na našem planetu i, s te točke gledišta, možemo u potpunosti objasniti interes koji mu pokazuju predstavnici različitih grana prirodnih znanosti (biolozi, kemičari, fizičari). Zahvaljujući istraživanjima M. Nentskog, K. Timiryazev, R. Willstätter, G. Fisher, M. Tsveta i dr. Proučavana je kemijska priroda klorofila koji djeluje kao fotosenzibilizator. Klorofil, zeleni pigment netopljiv u vodi, u zelenim biljkama nalazi se u posebnim formacijama - kloroplastima. Kloroplasti sadrže do 75% vode. Suha tvar kloroplasta sastoji se od proteinske baze (stroma), klorofila, fosfatida, karotenoida, minerala, ugljikohidrata itd. Klorofil u kloroplastima sadržan je u odvojenim zrnima u kombinaciji s proteinima i lipidima. [C.229]
Fotosintetski organizmi nužno sadrže magnezij-porfirinske pigmente - klorofile izgrađene od četiri pirola koja su spojena ugljičnim mostovima i tvore zatvorenu (cikličku) strukturu, a poznato je više od deset tipova klorofila koji se razlikuju po prirodi kemijskih skupina vezanih uz pirolove strukture porfirinske jezgre svi apsorbiraju svjetlost iz vidljivog i infracrvenog dijela spektra. [C.226]
Prema kemijskoj prirodi klorofila a i b, kompleksni učinci klorofilina dikarboksilne kiseline i dva alkohola, metil i monoatomski nezasićeni etanol, fitol. Stoga se prema kemijskoj nomenklaturi mogu definirati kao phymethylchlorophyllides [str.75]
Dobivanje tvari umjetnim sredstvima važan je i fascinantan zadatak kemije. Međutim, u prirodi postoje mnoge kemijske transformacije, čiji su mehanizmi još uvijek nepoznati znanstvenicima. Otkrivanje tih tajni prirode trebalo bi donijeti velike materijalne koristi. Dakle, vezivanje molekularnog dušika za kemijske spojeve u industriji provodi se u ekstremno teškim uvjetima. Sinteza amonijaka iz dušika i vodika odvija se pod visokim tlakom Ktitsyak paskaley) i temperature (stotine stupnjeva), a temperatura oko 3000 ° C je karakteristična za sintezu dušikovog oksida (I) iz dušika i kisika. Istodobno, bakterije kvržica na leguminozama prenose atmosferski dušik u spojeve pod normalnim uvjetima. Ove bakterije imaju bolje katalizatore od onih koje se koriste u industriji. Do sada je samo poznato da je bitna komponenta ovih bioloških katalizatora molibden i željezni metali. Drugi izuzetno učinkovit katalizator je klorofil, koji pomaže biljkama apsorbirati ugljični dioksid u normalnim uvjetima. [C.10]
Bibliografija za klorofil Kemijska priroda: [c.298] Vidi stranice na kojima se spominje pojam kemijske prirode klorofila: [c.363] [c.302] [c.94] [c.51] [c.250] [c.206] [c.302] [c.156] [c.70] [c.64] [c.249] [c.183] Tečaj fiziologije bilja izdanje 3 (1971) - [c.112, c.113]
http://www.chem21.info/info/1303970/Klorofil je izraz koji se odnosi na nekoliko blisko povezanih zelenih pigmenata sadržanih u cijanobakterijama i kloroplastima algi i biljaka. Ime dolazi od grčkih riječi χλωρός, chloros ("zelene") i λλλον, phyllon ("list"). 1) Klorofil je iznimno važna biomolekula, presudna je u procesu fotosinteze koja omogućuje biljkama apsorbiranje svjetlosne energije. Klorofil najintenzivnije apsorbira svjetlost u plavom dijelu spektra elektromagnetskog zračenja, kao iu crvenom dijelu. S druge strane, klorofil se slabo apsorbira u zelene i bliske zelenim dijelovima spektra, što odražava, stoga su tkiva koja sadrže klorofil zelena. Klorofil je prvi put izoliran i imenovan od strane Josepha Bienemea Cavantua i Pierrea Josepha Pelletiera 1817. godine.
Klorofil je vitalan za fotosintezu, koja omogućuje biljkama apsorpciju svjetlosne energije. 2) Molekule klorofila su specifično smještene u i oko fotosustava koji su ugrađeni u kloroplastne tilakoidne membrane. U tim kompleksima klorofil obavlja dvije glavne funkcije. Funkcija velike većine klorofila (do nekoliko stotina molekula u fotosustavu) je apsorbiranje svjetlosti i prijenos svjetlosne energije rezonantnim prijenosom energije na određeni klorofilni par u reakcijskom središtu fotosustava. Dvije trenutno prihvaćene jedinice fotosustava su Photosystem II i Photosystem I, koje imaju svoje različite reakcijske centre, nazvane P680 odnosno P700. Ti su centri nazvani po valnoj duljini (u nanometrima) njihove maksimalne apsorpcije u crvenom spektru. Identitet, funkcionalnost i spektralna svojstva klorofila u svakom fotosustavu su različiti i određeni su međusobno i proteinskom strukturom koja ih okružuje. Nakon ekstrakcije iz proteina u otapalu (kao što je aceton ili metanol), 3) pigmenti klorofila mogu se razdvojiti u klorofil a i b. Funkcija reakcijskog centra za klorofil je apsorpcija svjetlosne energije i prijenos na druge dijelove fotosustava. Apsorbirana energija fotona prenosi se na elektron u procesu koji se zove razdvajanje naboja. Uklanjanje elektrona iz klorofila je reakcija oksidacije. Klorofil donira elektron s visokom energijom velikom broju molekularnih intermedijera, koji se nazivaju lancem transporta elektrona. Napunjeni reakcijski centar klorofila (P680 +) se zatim vraća natrag u osnovno stanje, prihvaćajući elektron odvojen od vode. Elektron koji obnavlja P680 + u konačnici dolazi od oksidacije vode do O2 i H + kroz nekoliko međuproizvoda. Tijekom ove reakcije, fotosintetski organizmi, kao što su biljke, proizvode plin O2, koji je izvor gotovo svih O2 u Zemljinoj atmosferi. Photosystem Obično radim u seriji s Photosystem II; tako, P700 + fotosustav I obično se obnavlja kada prima elektron, kroz mnoštvo međuproizvoda u tilakoidnoj membrani, uz pomoć elektrona koji na kraju dolaze iz fotosustava II. Reakcije prijenosa elektrona u tilakoidnim membranama su složene, a izvor elektrona korištenih za regeneraciju P700 + može varirati. Struja elektrona proizvedena pigmentima reakcijskog centra klorofila koristi se za pumpanje iona H + kroz tilakoidnu membranu, podešavanje kemiozmičkog potencijala koji se uglavnom koristi u proizvodnji ATP-a (akumulirana kemijska energija) ili u vraćanju NADP + u NADPH. NADP je univerzalni agens koji se koristi za smanjenje CO2 u šećerima, kao iu drugim biosintetskim reakcijama. Kompleksi RC klorofila i proteina mogu izravno apsorbirati svjetlost i odvojiti naboje bez pomoći drugih klorofilnih pigmenata, ali je vjerojatnost toga pri danom intenzitetu svjetla mala. Tako drugi klorofili fotosustava i pigmentni proteini antene zajednički apsorbiraju i prenose svjetlosnu energiju u reakcijski centar. Osim klorofila a, postoje i drugi pigmenti, koji se nazivaju pomoćni pigmenti, koji se odvijaju u ovim kompleksima antigenskih pigmentnih proteina.
Klorofil je pigment klor koji je strukturno sličan i proizvodi se u istom metaboličkom putu kao i drugi porfirinski pigmenti, kao što je heme. U središtu klorovog prstena nalazi se magnezij ion. Otkrivena je 1906. godine, a prvi put je u živom tkivu pronađen magnezij. 4) Klorni prsten može imati nekoliko različitih bočnih lanaca, obično uključujući fitol s dugim lancem. U prirodi postoji nekoliko različitih oblika, ali klorofil a je najčešći u kopnenim biljkama. Nakon početnog rada njemačkog kemičara Richarda Willstattera, od 1905. do 1915. godine, Hans Fischer je definirao opću strukturu klorofila 1940. godine. Godine 1967. posljednje preostalo stereokemijsko objašnjenje dao je Jan Fleming [13], a 1990. Woodward i koautori objavili su ažuriranu sintezu. 5) Objavljeno je da je klorofil e prisutan u cijanobakterijama i drugim oksigeniranim mikroorganizmima koji tvore stromatolite u 2010. godini. Molekulska formula C55H70O6N4Mg i struktura (2-formil) klorofila dobiveni su na temelju NMR, optičkog i masenog spektra.
Mjerenje apsorpcije svjetla komplicira se otapalom koje se koristi za ekstrakciju klorofila iz biljnog materijala, što utječe na dobivene vrijednosti. U dietil eteru, klorofil a ima aproksimativni maksimum apsorpcije od 430 nm i 662 nm, dok klorofil b ima približan maksimum od 453 nm i 642 nm. Vrhovi apsorpcije klorofila su 665 nm i 465 nm. Klorofil fluorescira na 673 nm (maksimalno) i 726 nm. Maksimalni molarni koeficijent apsorpcije klorofila a prelazi 105 M - 1 cm - 1 i jedan je od najvećih za male molekule organskih spojeva. U 90% aceton-vodi, maksimalne valne duljine apsorpcije klorofila a su 430 nm i 664 nm; pikovi za klorofil b - 460 nm i 647 nm; pikovi za klorofil c1 - 442 nm i 630 nm; pikovi za klorofil c2 - 444 nm i 630 nm; pikovi za klorofil d su 401 nm, 455 nm i 696 nm. Mjerenjem apsorpcije svjetlosti u crvenom i daleko crvenom spektru može se procijeniti koncentracija klorofila u listu. Faktor emisije fluorescencije može se koristiti za mjerenje sadržaja klorofila. Uzbudljiva fluorescencija klorofila "a" na nižoj valnoj dužini, omjer emisije fluorescencije klorofila pri 705 nm +/- 10 nm i 735 nm +/- 10 nm može osigurati linearnu ovisnost sadržaja klorofila u usporedbi s kemijskim ispitivanjima. Odnos F735 / F700 dao je korelacijsku vrijednost r2 0,96 u usporedbi s kemijskim testovima u rasponu od 41 mg m-2 do 675 mg m-2. Gitelzon je također razvio formulu za izravno očitavanje sadržaja klorofila u mg m-2. Formula je osigurala pouzdanu metodu za mjerenje sadržaja klorofila od 41 mg m - 2 do 675 mg m - 2 s korelacijskom vrijednošću od r 0,95. 6)
U biljkama se klorofil može sintetizirati iz sukcinil-CoA i glicina, iako je neposredni prekursor klorofila a i b protochlorophyllide. U angiospermama, posljednji korak, pretvaranje protochlorophylida u klorofil, ovisi o intenzitetu svjetlosti, a takve su biljke blijede ako se uzgajaju u mraku. Nevaskularne biljke i zelene alge imaju dodatni enzim, neovisan o svjetlosti, i mogu postati zelene u mraku. Klorofil se veže za proteine i može prenijeti apsorbiranu energiju u pravom smjeru. Protochlorophyllide dolazi uglavnom u slobodnom obliku, a u svjetlosnim uvjetima djeluje kao fotosenzibilizator, tvoreći vrlo toksične slobodne radikale. Zbog toga, biljkama je potreban učinkovit mehanizam za kontrolu količine prekursora klorofila. U angiospermama, to se radi u fazi aminolevulinske kiseline (ALA), jednog od intermedijera u putu biosinteze. Biljke koje se hrane ALA akumuliraju visoke i toksične razine protoklorofilida; mutanti s oštećenim regulatornim sustavom također rade. 7)
Kloroza je stanje u kojem lišće proizvodi nedovoljnu količinu klorofila, što ih čini žutim. Kloroza može biti uzrokovana prehrambenim nedostatkom željeza, nazvanom željezna kloroza, ili nedostatkom magnezija ili dušika. PH tla ponekad igra ulogu u prehrambenoj klorozi; mnoge su biljke prilagođene rastu u tlima s određenim pH i njihova sposobnost da apsorbiraju hranjive tvari iz tla može ovisiti o njoj. Klorozu također mogu uzrokovati patogeni mikroorganizmi, uključujući viruse, bakterije i gljivične infekcije, ili sisajuće insekte.
Antocianini su drugi biljni pigmenti. Apsorpcijski uzorak odgovoran za crvenu boju antocijana može dopuniti zeleni klorofil u fotosintetski aktivnim tkivima, kao što su mladi listovi Quercus coccifera. Može štititi lišće od napada biljojeda, koji se može nacrtati u zelenoj boji.
Klorofil je registriran kao dodatak hrani (boja), a njegov broj je E140. Kuhari koriste klorofil za bojenje raznih namirnica i pića u zelenoj boji, kao što su tjestenina i absint. 8) Klorofil se ne otapa u vodi i najprije se pomiješa s malom količinom biljnog ulja kako bi se dobila željena otopina.
Klorofil pridonosi jačanju krvotvornih organa, osiguravajući prevenciju anemije i obilje kisika u tijelu. Njegova antioksidativna aktivnost blagotvorno djeluje na različita medicinska stanja, kao što su rak, nesanica, stomatološke bolesti, sinusitis, pankreatitis i bubrežni kamenci. Klorofil doprinosi normalnom zgrušavanju krvi, zacjeljivanju rana, hormonskoj ravnoteži, dezodoraciji i detoksikaciji tijela te doprinosi zdravlju probavnog sustava. Blagotvorno djeluje na oksidaciju i upalne bolesti poput artritisa i fibromijalgije. Ima anti-aging i antimikrobna svojstva te pomaže u jačanju imunološkog sustava.
Klorofil je prehrambeni proizvod koji sadrži veliku količinu hranjivih tvari. Dobar je izvor vitamina poput vitamina A, vitamina C, vitamina E, vitamina K i beta-karotena. Bogata je antioksidansima, esencijalnim mineralima kao što su magnezij, željezo, kalij, kalcij i esencijalne masne kiseline.
Klorofil pomaže u obnavljanju i obnavljanju zaliha crvenih krvnih stanica. Djeluje na molekularnoj i staničnoj razini i ima sposobnost regeneracije našeg tijela. Bogata je živim enzimima koji pomažu očistiti krv i povećati sposobnost krvi da nosi više kisika. To je krvotvorac i također je učinkovit protiv anemije koja je uzrokovana nedostatkom crvenih krvnih stanica u tijelu.
Klorofil je učinkovit protiv raka, na primjer, raka debelog crijeva i stimulira indukciju apoptoze. Pruža zaštitu protiv širokog raspona karcinogena prisutnih u zraku, kuhanog mesa i žitarica. Istraživanja su pokazala da klorofil pomaže u suzbijanju gastrointestinalne apsorpcije štetnih toksina, također poznatih kao aflatoksini, u tijelu. Klorofil i njegov derivat klorofilin inhibiraju metabolizam tih procarcinogena, što može oštetiti DNA, kao i dovesti do raka jetre i hepatitisa. Daljnje studije provedene u tom smislu pokazuju kemo-profilaktički učinak klorofila, pripisujući mu antimutagena svojstva. Druga studija pokazala je učinkovitost prehrambenog klorofila kao fitokemijskog spoja koji smanjuje onkogenezu.
Klorofil ima jaku antioksidacijsku aktivnost, zajedno sa značajnom količinom esencijalnih vitamina. Ovi djelotvorni radikalni čistači pomažu neutralizirati štetne molekule i štite od razvoja raznih bolesti i oštećenja uzrokovanih oksidativnim stresom uzrokovanim slobodnim radikalima.
Protuupalna svojstva klorofila korisna su za liječenje artritisa. Istraživanja su pokazala da klorofil i njegovi derivati ometaju rast upale koju uzrokuju bakterije. Ova zaštitna priroda klorofila čini ga snažnim sastojkom za pripremu fitosanitarnih proizvoda za liječenje bolnih medicinskih stanja kao što su fibromialgija i artritis.
Klorofil ima svojstva čišćenja koja pomažu u detoksifikaciji tijela. Obilje kisika i zdrav protok krvi zbog klorofila u tijelu pomaže u uklanjanju štetnih nečistoća i toksina. Klorofil tvori komplekse s mutagenima i ima sposobnost vezanja i ispiranja otrovnih kemikalija i teških metala, kao što je živa, iz tijela. Potiče detoksikaciju i regeneraciju jetre. Također je učinkovit u smanjenju štetnih učinaka zračenja i pomaže u uklanjanju pesticida i odlaganju lijekova iz tijela.
Klorofil pomaže u suzbijanju učinaka starenja i održava zdravo tkivo, zbog bogatstva antioksidanata i prisutnosti magnezija. Stimulira enzime protiv starenja i potiče zdravlje kože i mladež. Osim toga, vitamin K, prisutan u njemu, čisti i pomlađuje nadbubrežne žlijezde i poboljšava funkciju nadbubrežnih žlijezda u tijelu.
Klorofil potiče zdravu probavu održavajući crijevnu floru i stimulirajući pokretljivost crijeva. Djeluje kao prirodni lijek za gastrointestinalni trakt i pomaže u obnovi oštećenih crijevnih tkiva. Prehrana s nedostatkom zelenog povrća i uglavnom crvenim mesom povećavaju rizik od oštećenja debelog crijeva. Prema istraživanjima, klorofil olakšava čišćenje debelog crijeva inhibicijom citotoksičnosti uzrokovanom hematološkim poremećajem i sprječava širenje kolonocita. Djeluje protiv začepljenja i smanjuje nelagodu uzrokovanu plinom.
Klorofil djeluje umirujuće na živce i pomaže u smanjenju simptoma nesanice, razdražljivosti i općeg nervnog umora u tijelu.
Klorofil ima djelotvorna antimikrobna svojstva. Nedavne studije su pokazale da je terapijski učinak alkalne otopine na bazi klorofila u borbi protiv bolesti nazvane Candida Albicans, infekcije uzrokovane rastom kvasca Candida, već prisutna u malim količinama u ljudskom tijelu.
Klorofil jača stanične stijenke i cjelokupni imunološki sustav tijela zbog svoje alkalne prirode. Anaerobne bakterije koje doprinose razvoju bolesti ne mogu preživjeti u alkalnom okolišu klorofila. Uz to, klorofil je oksigenator koji potiče sposobnost tijela da se bori protiv bolesti i povećava razinu energije te ubrzava proces ozdravljenja.
Klorofil pokazuje dezodorirajuća svojstva. To je učinkovit lijek za borbu protiv lošeg zadaha i koristi se u tekućinama za ispiranje usta. Loše zdravlje probavnog sustava jedan je od glavnih uzroka halitoze. Klorofil obavlja dvostruko djelovanje, eliminirajući loš dah i grlo, kao i stimulirajući zdravlje probavnog sustava čišćenjem debelog crijeva i protoka krvi. Dezodorirajući učinak klorofila također djeluje na rane koje imaju neugodan miris. Primjenjuje se oralno pacijentima koji boluju od kolostomije i poremećaja metabolizma, kao što je trimetilaminurija, kako bi se smanjili neugodni mirisi.
Istraživanja pokazuju da je topikalna primjena otopina klorofila učinkovita u liječenju rana i opeklina. Pomaže smanjiti lokalnu upalu, jača tkiva u tijelu, pomaže ubiti bakterije i povećati otpornost stanica na infekcije. On sprječava rast bakterija, dezinficira okoliš, čini ga neprijateljskim za rast bakterija i ubrzava zacjeljivanje. Klorofil je također vrlo učinkovit u liječenju kroničnih varikoznih ulkusa.
Konzumiranje hrane bogate klorofilom pomaže uravnotežiti ravnotežu kiseline i baze. Magnezij prisutan u njemu je snažna alkalija. Održavanjem odgovarajuće razine alkaliteta i kisika u tijelu, klorofil sprječava razvoj okoline za rast patogenih mikroorganizama. Magnezij, koji je prisutan u klorofilu, također igra važnu ulogu u održavanju zdravlja kardiovaskularnog sustava, funkcioniranju bubrega, mišića, jetre i mozga.
Klorofil doprinosi stvaranju i održavanju jakih kostiju. Središnji atom molekule klorofila, tj. magnezij igra važnu ulogu u zdravlju kostiju, zajedno s drugim esencijalnim hranjivim tvarima kao što su kalcij i vitamin D. Također pridonosi tonusu, kontrakciji i opuštanju mišića.
Klorofil sadrži vitamin K, koji je vitalan za normalno zgrušavanje krvi. Koristi se u naturopatijama za liječenje krvarenja iz nosa i za žene koje boluju od anemije i teškog menstrualnog krvarenja.
Klorofil pomaže u sprječavanju stvaranja bubrežnih kamenaca. Vitamin K je prisutan u obliku klorofil eternih spojeva u urinu i pomaže u smanjenju rasta kristala kalcijevih oksalata.
Klorofil je učinkovit u liječenju različitih respiratornih infekcija i drugih bolesti kao što su obična prehlada, rinitis i sinusitis.
Klorofil je koristan u održavanju spolne hormonske ravnoteže kod muškaraca i žena. Vitamin E, koji je prisutan u klorofilu, pomaže u stimuliranju proizvodnje testosterona kod muškaraca i estrogena kod žena.
Klorofil se primjenjuje intravenski u liječenju kroničnog pankreatitisa. Prema studiji u tom smislu, ona pomaže u smanjenju groznice i smanjuje bolove u trbuhu i nelagodu uzrokovanu pankreatitisom, bez izazivanja nuspojava.
Klorofil pomaže u liječenju stomatoloških problema poput pioreje. Koristi se za liječenje simptoma oralnih infekcija i smiruje upaljene i krvareće desni.
U svakodnevnu prehranu nije teško uključiti klorofil, jer su gotovo sve zelene biljke bogate klorofilom a mnogo povrća, koje je sastavni dio naše hrane, sadrži klorofil a i klorofil b. Potrošnja povrća, poput rukole, pšeničnog klice, poriluka, zelenog graha i tamnozelenog lisnatog povrća poput peršina, kupusa, potočarke, cikle i špinata, osigurava prirodni klorofil za tijelo. Drugi izvori uključuju kupus, plavo-zelene alge, kao što su chlorella i spirulina. Kuhanje uništava klorofil i magnezij koji se u njemu nalaze, pa su sirovo ili kuhano povrće korisnije.
Unatoč dugogodišnjoj kliničkoj uporabi, toksični učinci prirodnog klorofila u uobičajenim dozama nisu bili poznati. Međutim, klorofil može uzrokovati promjenu boje jezika, urina ili fecesa pri oralnoj primjeni. Uz to, klorofil također može uzrokovati lagano pečenje ili svrbež kada se primjenjuje lokalno. U rijetkim slučajevima, predoziranje klorofilom može dovesti do proljeva, grčeva u želucu i proljeva. Kod takvih simptoma preporučljivo je potražiti liječničku pomoć. Trudnice ili dojilje bi se trebale suzdržati od upotrebe komercijalno dostupnih dodataka klorofilu ili klorofilinu zbog nedostatka dokaza o sigurnosti.
Pacijenti na uzorku guaiac okultne krvi trebaju izbjegavati oralnu primjenu klorofilina, jer to može dovesti do lažno pozitivnog rezultata.
Klorofil daje sunčevu energiju u koncentriranom obliku za naše tijelo i jedan je od najkorisnijih hranjivih tvari. Povećava razinu energije i povećava ukupnu dobrobit. Također je korisna u pretilosti, dijabetesu, gastritisu, hemoroidima, astmi i kožnim bolestima kao što je ekcem. Pomaže u liječenju osipa iu borbi protiv kožnih infekcija. Profilaktička potrošnja klorofila također sprječava štetne učinke kirurškog zahvata i preporučuje se primijeniti prije i nakon operacije. Sadržaj magnezija pomaže u održavanju protoka krvi u tijelu i održava normalnu razinu krvnog tlaka. Klorofil općenito poboljšava rast stanica i obnavlja zdravlje i snagu u tijelu.
http://lifebio.wiki/%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D0%BB