<< Главная страница

Пигменты пластид.

Пигменты, локализующиеся в пластидах и участвующие в процессах фотосинтеза, принадлежат к трем хорошо известным классам. Это хлорофиллы, каротиноиды и фикобилинпротеиды. Все они входят в состав пигментных систем в виде хромопротеидов, т. е. пигмент-белковых комплексов.

В основе строения хлорофиллов лежит так называемый Mg-порфириновый скелет. Кроме того, имеются различные заместители, например дитерпеновый спирт фитол, придающие молекуле хлорофилла способность встраиваться в липидный слой биологических мембран (рис. 11).

Существует несколько модификаций хлорофиллов (а, b, с, d), отличающихся системой сопряженных связей в молекуле и заместителями, а следовательно, и спектрами поглощения. Все растения и оксифотобактерии в качестве основного пигмента содержат сине-зеленый хлорофилл а, а в качестве

36

дополнительных - зелено-желтый хлорофилл в (все высшие растения, зеленые и эвгленовые водоросли). У бурых и диатомовых водорослей и динофлагеллят вместо хлорофилла в функционирует хлорофилл с, а у багрянок - хлорофилл d1.

В хлоропластах хлорофилл и другие пигменты, погруженные в тилакоиды, собраны в функциональные единицы (по 250-400 молекул), называемые фотосистемами. Большая часть молекул хлорофилла (антенные пигменты) поглощает энергию света, что сопровождается их возбуждением, т. е. запасанием энергии внутри молекул, которая передается реакционным центрам фотосистемы. Меньшая часть молекул включена в состав этих реакционных центров и непосредственно участвует в фотохимических реакциях.

Хлорофиллы легко извлекаются из растений водой и могут использоваться в качестве естественных зеленых красителей в пищевой промышленности и медицине.

Каротиноиды - желтые, оранжевые или красные пигменты, синтезируемые растениями (а также бактериями и грибами), не растворимы в воде. Каротиноиды отчасти выполняют роль дополнительных фотосинтезирующих пигментов, но при этом могут осуществлять и другие функции, с фотосинтезом не связанные. К каротиноидам относятся широко распространенные каротины и ксантофиллы. По химической природе это изопреноидные углеводороды, содержащие 40 углеродных атомов (рис. 12). Ксантофиллы - окисленные каротины. Особенно богаты каротинами зеленые листья некоторых растений (например, шпината), корнеплоды моркови, плоды шиповника, смородины, томата и др. У растений каротиноиды представлены главным образом физиологически наиболее активным β-каротином. Каротины наряду с ксантофиллами нередко обусловливают окраску тех или иных организмов. Например, окраска пурпурных бактерий объясняется наличием

Рис. 11 Структурные формулы важнейших хлорофиллов
Рис. 11 Структурные формулы важнейших хлорофиллов

37

Рис. 12. Структурная формула ?-каротина
Рис. 12. Структурная формула β-каротина

ксантофиллов типа роботина и спирилл отоксина; коричневая - бурых и Диатомовых водорослей - фукоксантином.

Животные и человек не способны к синтезу каротиноидов, но, получая их с пищей, используют для синтеза витамина А. Каротиноиды, подобно хлорофиллам, очень слабо связаны с белками, они легко извлекаются из растений и используются в качестве лекарственных средств и красителей.

Фикобилинпротеиды характерны для хлоропластов, цианобактерий, багрянок и криптофитовых водорослей. Они, как и каротиноиды, участвуют в фотосинтезе, доставляя поглощенную энергию света к молекулам хлорофилла. Фикобилины - стойкие пигмент-белковые комплексы, хорошо растворимые в воде. В их основе лежат хромофорные группы, близкие к желчным пигментам. Известны два типа фикобилинпротеидов: синие фикоцианины и красные фикоэритрины (рис. 13).

38


1Фотосинтезирующие бактерии (не цианобактерии) содержат особые пигменты - либо бактериохлорофилл (пурпурные бактерии), либо хлоробиум-хлорофилл (зеленые серные бактерии). Хлоробиум-хлорофилл содержит вместо остатка фитола остаток сесквитерпеноидного соединения - фарнезила.


На главную
Комментарии
Войти
Регистрация
Status: 408 Request Timeout