Clorofila a -Chlorophyll a

Clorofila a
Estrutura da clorofila a
Nomes
Nome IUPAC
Clorofila a
Nome IUPAC sistemático
Magnésio [metil (3 S , 4 S , 21 R ) -14-etil-4,8,13,18-tetrametil-20-oxo-3- (3-oxo-3 - {[(2 E , 7 R , 11 R ) -3,7,11,15-tetrametil-2-hexadecen-1-il] oxi} propil) -9-vinil-21-phorbinecarboxylatato (2 -) - κ 2 N , N ']
Outros nomes
α-clorofila
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100,006,852 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / C55H73N4O5.Mg / c1-13-39-35 (8) 42-28-44-37 (10) 41 (24-25-48 (60) 64-27-26-34 (7) 23- 17-22-33 (6) 21-16-20-32 (5) 19-15-18-31 (3) 4) 52 (58-44) 50-51 (55 (62) 63-12) 54 ( 61) 49-38 (11) 45 (59-53 (49) 50) 30-47-40 (14-2) 36 (9) 43 (57-47) 29-46 (39) 56-42; / h13 , 26,28-33,37,41,51H, 1,14-25,27H2,2-12H3, (H-, 56,57,58,59,61); / q-1; + 2 / p- 1 / b34-26 +; / t32-, 33-, 37 +, 41 +, 51 -; / m1./s1 VerificaY
    Chave: ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M VerificaY
  • InChI = 1S / C55H73N4O5.Mg / c1-13-39-35 (8) 42-28-44-37 (10) 41 (24-25-48 (60) 64-27-26-34 (7) 23- 17-22-33 (6) 21-16-20-32 (5) 19-15-18-31 (3) 4) 52 (58-44) 50-51 (55 (62) 63-12) 54 ( 61) 49-38 (11) 45 (59-53 (49) 50) 30-47-40 (14-2) 36 (9) 43 (57-47) 29-46 (39) 56-42; / h13 , 26,28-33,37,41,51H, 1,14-25,27H2,2-12H3, (H-, 56,57,58,59,61); / q-1; + 2 / p- 1 / b34-26 +; / t32?, 33?, 37-, 41-, 51 +; / m0./s1
    Chave: ATNHDLDRLWWWCB-WJQLOWBJSA-M
  • CCC1 = C (C2 = NC1 = CC3 = C (C4 = C ([N-] 3) C (= C5 [C @ H] ([C @@ H] (C (= N5) C = C6C (= C (C (= C2) [N-] 6) C = C) C) C) CCC (= O) OC / C = C (\ C) / CCCC (C) CCCC (C) CCCC (C) C) [ C @ H] (C4 = O) C (= O) OC) C) C. [Mg + 2]
  • COC (= O) C9C (= O) c6c (C) c3n7c6c9c2C (CCC (= O) COCC = C (C) CCCC (C) CCCC (C) CCCC (C) C) C (C) c1cc5n8c (cc4n ([ Mg] 78n12) c (c = 3) c (CC) c4c) c (C = C) c5C
Propriedades
C 55 H 72 Mg N 4 O 5
Massa molar 893,509  g · mol −1
Aparência Verde
Odor Inodoro
Densidade 1,079 g / cm 3
Ponto de fusão ~ 152,3 ° C (306,1 ° F; 425,4 K) se
decompõe
Insolúvel
Solubilidade Muito solúvel em etanol , éter
Solúvel em ligroína , acetona , benzeno , clorofórmio
Absorvância Ver o texto
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

A clorofila a é uma forma específica de clorofila usada na fotossíntese oxigenada . Ele absorve a maior parte da energia dos comprimentos de onda da luz violeta-azul e laranja-vermelha, e é um pobre absorvedor das porções verdes e quase verdes do espectro. A clorofila não reflete a luz, mas os tecidos que contêm clorofila parecem verdes porque a luz verde, refletida difusivamente por estruturas como as paredes celulares, torna-se enriquecida na luz refletida. Este pigmento fotossintético é essencial para a fotossíntese em eucariotos , cianobactérias e proclorófitos devido ao seu papel como doador primário de elétrons na cadeia de transporte de elétrons . A clorofila a também transfere energia de ressonância no complexo da antena , terminando no centro de reação onde as clorofilas específicas P680 e P700 estão localizadas.

Distribuição de clorofila a

A clorofila a é essencial para a maioria dos organismos fotossintéticos liberar energia química, mas não é o único pigmento que pode ser usado para a fotossíntese. Todos os organismos fotossintéticos oxigenados usam clorofila a , mas diferem em pigmentos acessórios como a clorofila b . A clorofila a também pode ser encontrada em quantidades muito pequenas nas bactérias sulfurosas verdes , um fotoautotrófico anaeróbico . Esses organismos usam bacterioclorofila e alguma clorofila a, mas não produzem oxigênio. Fotossíntese anoxigênica é o termo aplicado a este processo, ao contrário da fotossíntese oxigenada, onde o oxigênio é produzido durante as reações de luz da fotossíntese .

Estrutura molecular

A estrutura molecular da clorofila a consiste em um anel de clorina , cujos quatro átomos de nitrogênio circundam um átomo central de magnésio , e tem várias outras cadeias laterais anexadas e uma cauda de hidrocarboneto .

Chlorophyll-a-3D-balls.png
Chlorophyll-a-3D-spacefill.png
Estrutura da clorofila, uma molécula que mostra a longa cauda do hidrocarboneto

Anel de cloro

Cloro , a estrutura do anel central da clorofila a

A clorofila a contém um íon magnésio envolto em uma grande estrutura em anel conhecida como clorina . O anel de clorina é um composto heterocíclico derivado do pirrol . Quatro átomos de nitrogênio do cloro circundam e ligam o átomo de magnésio. O centro de magnésio define exclusivamente a estrutura como uma molécula de clorofila. O anel de porfirina da bacterioclorofila está saturado e sem alternância de ligações duplas e simples, causando variação na absorção de luz.

Correntes laterais

O CH 3 em caixa verde é o grupo metil na posição C-7 clorofila a

As cadeias laterais estão ligadas ao anel de clorina das várias moléculas de clorofila. Diferentes cadeias laterais caracterizam cada tipo de molécula de clorofila e alteram o espectro de absorção da luz. Por exemplo, a única diferença entre a clorofila a e a clorofila b é que a clorofila b possui um aldeído em vez de um grupo metil na posição C-7.

Cauda de hidrocarboneto

A clorofila a possui uma longa cauda hidrofóbica , que ancora a molécula a outras proteínas hidrofóbicas na membrana tilacóide do cloroplasto . Uma vez separada do anel porfirínico, essa longa cauda de hidrocarboneto torna-se precursora de dois biomarcadores , pristano e fitano , importantes no estudo da geoquímica e na determinação de fontes de petróleo.

Biossíntese

A via biossintética da clorofila a utiliza uma variedade de enzimas . Na maioria das plantas, a clorofila é derivada do glutamato e é sintetizada ao longo de uma via ramificada que é compartilhada com o heme e o siroheme . As etapas iniciais incorporam o ácido glutâmico ao ácido 5-aminolevulínico (ALA); duas moléculas de ALA são então reduzidas a porfobilinogênio (PBG), e quatro moléculas de PBG são acopladas, formando a protoporfirina IX.

A clorofila sintase é a enzima que completa a biossíntese da clorofila a catalisando a reação EC 2.5.1.62

clorofilida a + fitil difosfato clorofila a + difosfato

Isso forma um éster do grupo do ácido carboxílico na clorofilida a com o álcool diterpeno de 20 carbonos fitol .

Reações de fotossíntese

Absorção de luz

Espectro de luz

Espectro de absorção de clorofila a e clorofila b . O uso de ambos em conjunto aumenta o tamanho da absorção de luz para a produção de energia.

A clorofila a absorve luz nos comprimentos de onda violeta , azul e vermelho , refletindo principalmente o verde . Essa refletância dá à clorofila sua aparência verde. Pigmentos fotossintéticos acessórios ampliam o espectro de luz absorvida, aumentando a faixa de comprimentos de onda que podem ser usados ​​na fotossíntese. A adição de clorofila b ao lado da clorofila a amplia o espectro de absorção . Em condições de pouca luz, as plantas produzem uma proporção maior de clorofila b para moléculas de clorofila a , aumentando o rendimento fotossintético.

Coleta de luz

O complexo da antena com transferência de energia dentro da membrana tilacóide de um cloroplasto. A clorofila a no centro de reação é o único pigmento a passar elétrons aumentados para um aceptor (modificado de 2).

A absorção de luz por pigmentos fotossintéticos converte fótons em energia química. A energia luminosa que irradia para o cloroplasto atinge os pigmentos da membrana tilacóide e excita seus elétrons. Uma vez que as moléculas de clorofila a capturam apenas certos comprimentos de onda, os organismos podem usar pigmentos acessórios para capturar uma gama mais ampla de energia luminosa mostrada como círculos amarelos. Em seguida, transfere a luz capturada de um pigmento para o próximo como energia de ressonância, passando a energia de um pigmento para o outro até atingir as moléculas especiais de clorofila a no centro de reação. Estes clorofila especial de moléculas estão localizados em ambos fotossistema II e fotossistema I . Eles são conhecidos como P680 para Fotossistema II e P700 para Fotossistema I. P680 e P700 são os principais doadores de elétrons para a cadeia de transporte de elétrons. Esses dois sistemas são diferentes em seus potenciais redox para a oxidação de um elétron. A E m para P700 é de aproximadamente 500mV, enquanto a E m para P680 é de aproximadamente 1.100-1.200 mV.

Doação de elétrons primários

A clorofila a é muito importante na fase de energia da fotossíntese. Dois elétrons precisam ser passados ​​para um aceptor de elétrons para que o processo de fotossíntese prossiga. Dentro dos centros de reação de ambos os fotossistemas, há um par de moléculas de clorofila a que passam elétrons para a cadeia de transporte por meio de reações redox .

Veja também

Referências

links externos