Энциклопедический словарь нанотехнологий - хлорофилл

Термин на английском

chlorophyllСинонимы

Аббревиатуры

ChlСвязанные термины

бактериохлорофилл, искусственный фотосинтез, клетка, супрамолекулярная фотохимия, хелатыОпределение

Хлорофилл – зеленый пигмент растений, водорослей и цианобактерий, играющий важную роль в процессе фотосинтеза. Описание

Название «хлорофилл» – производное от греческих слов ?????? (хлорос – "зеленый") и ?????? (филлон – "лист").

Основу Х. составляет макроцикл, содержащий четыре пиррольных кольца и ион Mg²⁺ в центре. В боковых цепях присутствуют углеводородные радикалы разной длины и насыщенности и кислородсодержащие функциональные группы. Существует 5 видов Х. – a, b, c1, c2, d, которые отличаются типом боковых цепей. В растениях содержатся только хлорофиллы a и b, включающие длинную углеводородную фитильную цепь.

Х. содержит полностью сопряженную тетрапиррольную систему (18 ?-электронов), поэтому поглощает свет в видимом диапазоне. Максимум поглощения Х. a приходится на голубую и желтую область спектра. Сочетание этих цветов и обусловливает характерный зеленый цвет свежих листьев.

Х. – главная структурная единица фотосинтетических светособирающих устройств (антенн) зеленых растений, которые представляют собой наноразмерные супрамолекулярные комплексы, содержащие до нескольких сот пигментов, находящихся в белковом окружении. Основные функции Х. – поглощение света, превращение световой энергии в электронную и передача ее посредством диполь-дипольного взаимодействия соседним молекулам. По цепи хлорофиллов электронная энергия передается к реакционному центру фотосинтеза, где используется для пространственного разделения заряда и последующих окислительно-восстановительных реакций. Хлорофиллы также входят в состав реакционных центров зеленых растений, где играют роль первичных доноров электронов.

В растениях хлорофиллы в составе антенн и реакционных центров расположены в фотосинтетических мембранах, где пространственно закрепляются в определенных местах с помощью фитильных боковых цепей и дополнительного комплексообразования между ионом Mg²⁺ и полипептидыми цепями белков.

В пурпурных и зеленых бактериях функции Х. выполняют бактериохлорофиллы, у которых, в отличие от Х., одно или два пиррольных кольца частично гидрированы. Благодаря этому бактериохлорофиллы поглощают свет больших длин волн (и меньшей энергии), чем хлорофиллы.

• Еремин Вадим Владимирович, д.ф.-м.н.

Разделы

Элементы солнечной энергетики

Бионанотехнологии, биофункциональные наноматериалы и наноразмерные биомолекулярные устройства