Хлорофи́лл— зелёный пигмент, обусловливающий окраску хлоропластов растений в зелёный цвет. Важнейшую роль в процессе фотосинтеза играет зелёный пигмент – хлорофилл. Выделяют хлорофилл А и В. Хлорофиллы А и В различаются по цвету. Хлорофилл А имеет сине-зелённый оттенок, а хлорофилл В – жёлто-зелёный. Содержание хлорофилла А в листе примерно в три раза больше по сравнению с хлорофиллом В.Условия образования хлорофилла.Образование хлорофилла осуществляется в 2 фазы: первая фаза – темновая, во время которой образуется предшественник хлорофилла – протохлорофилл, а вторая – световая, при которой из протохлорофилла на свету образуется хлорофилл. Для образования хлорофилла необходимо:
1)наличие железа. При недостатке железа получаются растения, характеризующиеся бледными полосами и слабой зелёной окраской листьев. 2) температура. Оптимальная температура для накопления хлорофилла 26-30 С. Как и следовало ожидать, от температуры зависит лишь образование протохлорофилла (темновая фаза). При наличии уже образовавшихся протохлорофиллов процесс зеленения (световая фаза) идёт с одинаковой скоростью независимо от температуры. 3) влияние содержания воды. Сильное обезвоживание проростков приводит к полному прекращению образования хлорофилла. Особенно чувствительно к обезвоживанию образование протохлорофилла. 4) минеральное питания. Железо – необходимый катализатор образования хлорофилла. Большое значение для обеспечения синтеза хлорофилла имеет нормальное снабжение растений азотом и магнием, так как оба эти элемента входят в состав хлорофилла. При недостатке меди хлорофилл легко разрушается.
Биосинтез хлорофиллаИсходными для синтеза хлорофилла субстратами являются очень простые органические соединения – ацетат и глицин. Процесс синтеза хлорофилла принято подразделять на три этапа.Синтез хлорофилла происходит в две фазы: темновую — до протохлорофиллида и световую — образование из протохлорофиллида хлорофиллида. Синтез начинается с превращения глутаминовой кислоты в 5-аминолевулиновую кислоту. 2 молекулы 5-аминолевулиновой кислоты конденсируются в порфобилиноген. Далее 4 молекулы порфобилиногена превращаются в протопорфирин IX. После этого в кольцо встраивается магний и получается протохлорофиллид. На свету и в присутствии НАДН образуется хлорофиллид:протохлорофиллид + 2Н+ + hv —> хлорофиллидПротоны присоединяются к четвертому пиррольному кольцу в молекуле пигмента. На последнем этапе происходит взаимодействие хлорофиллида со спиртом фитолом:хлорофиллид + фитол —> хлорофиллПоскольку синтез хлорофилла — процесс многоэтапный, в нем участвуют различные ферменты, составляющие, по-видимому, полиферментный комплекс. Образование многих из этих белков-ферментов ускоряется на свету. Свет косвенно ускоряет образование предшественников хлорофилла. Одним из наиболее важных ферментов является фермент, катализирующий синтез 5-аминолевулиновой кислоты (аминолевулинатсинтаза). Важно отметить, что активность этого фермента также повышается на свету. Содержание хлорофилла в листе колеблется незначительно. Это связано с тем, что идет непрерывный процесс разрушения старых молекул и образование новых молекул хлорофилла. Причем эти два процесса уравновешивают друг друга. При этом предполагается, что вновь образовавшиеся молекулы хлорофилла не смешиваются со старыми и имеют несколько иные свойства.
