49. Этапы биосинтеза хлорофилла (исследования т.А. Годнева).

Глутаминовая кислота превращается в 4,5-диоксовалериановую, которая затем аминируется за счет аланина или других аминокислот. Образуется б-аминолевулиновой кислоты (АЛК) из С5-дикарбоновых кислот.

Циклизация двух молекул АЛК приводит к образованию пиррольного соединения - порфобилиногена.

Из четырех пиррольных колец формируется уропорфин, который превращается в протопорфирин IX в результате отщепления части углерода, -углек.газ.

Дальнейший путь превращений протопорфирина может быть различным. С участием железа формируется ГЕМ, входящий в состав цитохромов, каталазы, пероксидазы и гемоглобина.

Если в молекулу протопорфирина включается магний, то образуется прото-хлорофиллид.

Под действием света в течение нескольких секунд протохлорофиллид превращается в хлорофиллид. У низших растений и некоторых голосеменных (у хвойных) хлорофиллид может образовываться в темноте. Хлорофиллид обладает теми же спектральными свойствами, что и хлорофилл.

Последний этап в формировании молекулы хлорофилла а — этерификация фитолом.

По данным Шлыка (1965), хлорофилл b может образовываться из вновь синтезированных молекул хлорофилла а. Все описанные процессы, начиная с образования АЛК, осуществляются в хлоропластах. Первые признаки зеленения выращенных в темноте этиолированных покрытосеменных растений наблюдаются через 2—4 ч после начала освещения.

50. Фотофизический этап фотосинтеза. Понятие о пигментных системах и реакционном центре.

Поглощение фотона обусловлено переходом системы в различные энергетические состояния (переход 1 из ē на более высокую орбиту с запасанием поглощенной энергии, в виде энергии ē возбуждения. Избирательное поглощение, определяет электронную конфигурацию молекулы (в сложной органической молекуле имеется набор свободных орбит). Каждый ē переходит соответственно определенной полосе поглощения (длина волны).

Запасание поглощенной энергии связано с возникновением ē-возбужденных состояний пигментов. 2 основных состояния: синглетные и триплетные (отличаются по энергии и состоянию спина ē). Возможно несколько путей дезактивирования возбужденных состояний: превращение энергии в тепло, излучение фотонас переходящее система в основное состояние, перенос энергии на др. молекулу, использование энергии возбуждения в фотохимической реакции.

Миграция энергии между молекулами пигментов может осуществляться по нескольким механизмам: индуктивно-резонансный - переход электрона оптически разрешен и обмен энергии осуществляется по Экситонному механизму (ē-возбужденное состояние, возбудитель электрона остается связанным с молекулой пигмента, нет разделенных зарядов). электрон в возбужденном состоянии- осциллирующий диполь. Обменно-резонансный механизм-переход оптический запрещен и диполь при возбуждении пигмента не образуется. Для его осуществления необходим тесный контакт молекул с перекрывающей внешней орбиталей (обмен ē).  Реакционные центры: П870-пурпурные бактерии, П840-зел.бактерии, П700-высш(ф/сI), П680-ф/сII. 99% всех пигментов находится в антенных комплексах и собирают энергию, а 1%,локализованы в реакционных центрах, участвуют в процессе преобразования энергии.