xromata.com

[Από την σειρά της ‘Britannica’ για τις βιο-χρωστικές]

Ο Χρωματισμός στην βιολογία

[Ζ]

Αζωτούχες χρωστικές

Τετραπυρρόλες,

πορφυρίνες και τα παράγωγά τους

[B]

(συνέχεια από: https://xromata.com/?p=13190 )

Χλωροφύλλες: 

Η χλωροφύλλη είναι μια από τις πιο σημαντικές χρωστικές στη φύση.

Μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, είναι ικανή να διοχετεύει την ενέργεια ακτινοβολίας του ηλιακού φωτός στη χημική ενέργεια των οργανικών ενώσεων  του άνθρακα στο κύτταρο.

Για μια λεπτομερή περιγραφή αυτής της διαδικασίας, δείτε την φωτοσύνθεση.

Μια χρωστική ουσία που μοιάζει πολύ με τη χλωροφύλλη ήταν πιθανώς το πρώτο βήμα στην εξέλιξη της αυτοσυντηρούμενης ζωής.

Η χλωροφύλλη υπάρχει σε διάφορες μορφές.

Οι χλωροφύλλες α και β είναι οι κύριες μορφές στα ανώτερα φυτά και στα πράσινα φύκια.

Η βακτηριοχλωροφύλλη βρίσκεται σε ορισμένα φωτοσυνθετικά βακτήρια.

Οι χλωροφύλλες είναι ενώσεις πορφυρίνης μαγνησίου στις οποίες μια κυκλική τετραπυρρόλη είναι συνδεδεμένη σε ένα μόνο κεντρικό άτομο μαγνησίου.

Περιέχουν δύο περισσότερα άτομα υδρογόνου από άλλες πορφυρίνες.

Οι διάφορες μορφές διαφέρουν ως προς τις μικρές τροποποιήσεις των πλευρικών ομάδων που συνδέονται με τις ομάδες πυρρολίου.  

Στα ανώτερα φυτά, η χλωροφύλλη είναι συνδεδεμένη με πρωτεΐνες και λιπίδια αχλωροπλαστίνης σε καθορισμένα και ειδικά ελάσματα σε σώματα που ονομάζονται χλωροπλάστες.

Ο συνδυασμός χλωροφύλλης με πρωτεΐνη στην χλωροπλαστίνη είναι ιδιαίτερης σημασίας, γιατί μόνο ως αποτέλεσμα του συνδυασμού η χλωροφύλλη μπορεί να παραμείνει ανθεκτική στο φως.

Bilins:

[(βιοχημεία) Οποιαδήποτε από τις διάφορες βιολογικές χρωστικές που σχηματίζεται σε πολλούς οργανισμούς ως μεταβολικό προϊόν ορισμένων πορφυρινών.]

Μεταξύ των μεταβολικών προϊόντων ορισμένων πορφυρινών, συμπεριλαμβανομένου του τμήματος αίμης της αιμοσφαιρίνης, είναι μια σειρά από κίτρινες, πράσινες, κόκκινες ή καφέ μη μεταλλικές ενώσεις διατεταγμένες ως γραμμικές ή αλυσιδωτές δομές και όχι στην κυκλική διαμόρφωση των πορφυρινών.

Αυτά είναι τα λεγόμενα bilins, ή bilichromes.

Μικρές ποσότητες της κόκκινης απόβλητης ένωσης, χολερυθρίνης (C33H36O6N4), ένα πράσινο προϊόν που σχηματίζεται από αυτό με την αφαίρεση δύο ατόμων υδρογόνου, της μπιλιβερδίνης (C33H34O6N4). και διάφορες άλλες χημικά παρόμοιες ενώσεις που εμφανίζονται σε φυσιολογικούς ιστούς και μπορεί να είναι εμφανείς σε απεκκριτικά ή εκκριτικά υλικά υπό κανονικές συνθήκες και ορισμένες παθολογικές καταστάσεις.

Οι χρωστικές της χολής, αν και εντοπίστηκαν για πρώτη φορά σε ιστούς ή προϊόντα θηλαστικών (π.χ. στη χολή της χοληδόχου κύστης), σε καμία περίπτωση δεν περιορίζονται σε αυτές.

Διάφορα μέλη της σειράς bilichrome συναντώνται σε ασπόνδυλα, κατώτερα σπονδυλωτά και σε κόκκινα φύκια και πράσινα φυτά.

Αν και οι χρωστικές της χολής των ζώων προκύπτουν κατά πάσα πιθανότητα από τον καταβολισμό των πρόδρομων ουσιών της αίμης, υπάρχουν ενδείξεις ότι η χολερυθρίνη, συνοδευόμενη από άλατα σιδήρου, προάγει τη σύνθεση νέας αιμοσφαιρίνης σε ανθρώπους, σκύλους ή κουνέλια που πάσχουν από δευτερογενή αναιμία.

Εκτός από τις χλωροφύλλες, τα φυτά περιέχουν επίσης και άλλες χοληχρωστικές με ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στα πράσινα φυτά.

Μεταξύ αυτών είναι οι μπλε φυκοκυανίνες και οι κόκκινες φυκοερυθρίνες, που χρησιμεύουν στα κόκκινα φύκια, ως βοηθητικές χρωστικές στη φωτοσύνθεση.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι το φυτόχρωμα, μια χρωστική ουσία μπιλίχρωμου μπλε χρώματος, η οποία, αν και υπάρχει σε πολύ μικρές ποσότητες στα πράσινα φυτά, είναι απαραίτητη σε διάφορες φωτοπεριοδικές διεργασίες.

Το φυτόχρωμα υπάρχει σε δύο εναλλακτικές μορφές: P660 και P730.

Από αυτά, το P730 πυροδοτεί τη βλάστηση και την αναπνοή των σπόρων (και των σπορίων των φτέρων και των βρύων), την ανθοφορία των μακροήμερων φυτών (ή την αναστολή της ανθοφορίας σε άλλα φυτά, την ανάπτυξη στο σκοτάδι, τον χρωματισμό του περικάρπιου, σύνθεση ανθοκυανίνης (π.χ. σε μήλα, κόκκινο λάχανο και γογγύλια) και αρκετές δομικές και φυσιολογικές αποκρίσεις.

Το P660 είναι ικανό να αναστρέψει πολλές φυσιολογικές αντιδράσεις που ξεκινούν από το P730. Ακόμη και πολύ σύντομες εκθέσεις στο φως που απορροφάται από το P660 καθυστερεί την ανθοφορία σε ορισμένα φυτά, διαφορετικά προσανατολισμένα να ανθίσουν από προηγούμενη έκθεση σε φως τέτοιου μήκους κύματος που εμπλέκεται μόνο το φυτόχρωμα P730.

Απομένουν πολλά ακόμη να μάθουμε για τη βιοχημεία των φυτοχρωμάτων και τις αντιδράσεις που καταλύονται ή ρυθμίζονται με άλλο τρόπο από αυτά.

This entry was posted on Sunday, March 5th, 2023 at 5:00 am and is filed under Uncategorized, Φύση και χρώματα, χρωστικές. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.