Феофитин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Феофитин а
Phaeophytin a.svg
Общие
Хим. формула C55H74N4O5
Физические свойства
Молярная масса 871,2 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 603-17-8
PubChem 5459387
Рег. номер EINECS 210-031-3
SMILES
Безопасность
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Феофитин, или фаеофитин — химическое соединение, служащее одним из первых акцепторов электрона в цепи переноса электронов в реакционном центре (РЦ ) фотосистемы II (ФС II) у растений, и в РЦ пурпурных бактерий. Как в РЦ ФС II (первичный донор электронов -Р680), так и в РЦ бактерий (P870), возбуждённые электроны передаются от Р* на феофитин, который затем передаёт их хинону (QA). В целом механизмы, функции и задачи молекулы феофитина аналогичны друг другу в обеих транспортных цепях.

Химическая структура[править | править вики-текст]

Биохимически феофитин — это молекула хлорофилла с недостающим ионом Mg2+. Он может образовываться из хлорофилла, при обработке последнего слабой кислотой и представляет собой тёмно-голубоватый воскоподобный пигмент.[1] Вероятная этимология происходит от этого описания: pheo значит тёмный,[2] а phyto значит растительный.[3]

История открытия[править | править вики-текст]

Реакции в пурпурных бактериях[править | править вики-текст]

Бактериофеофитин (BPheo) — один из первых акцепторов электрона в реакционном центре (РЦ P870) пурпурных бактерий. Впервые его участие в работе РЦ было установлено в статье Шувалова и Климова в 1976 г. Участие ВРhео в этом процессе можно условно разбить на 5 основных стадий. Первая стадия это возбуждение димера бактериохлорофиллов (BChl)2 или специальной пары ВChl.

Вторая стадия включает передачу электрона от (BChl)2 бактериофеофитину, который становится отрицательно заряженным радикалом, а пара (BChl)2 — положительно заряженным радикалом, те. происходит разделение зарядов.

  • (BChl)2* + BPheo → ·(BChl)2+ + ·BPheo- (разделение зарядов)

Третья стадия это быстрый перенос электронов на прочно связанный убихинон, QA, который отдаёт их второму, убихинону QB. Два электрона превращают QB, в дважды восстановленную форму (QBH2).

  • 2BPheo- + 2H+ + QB → 2BPheo + QBH2 (восстановление хинона)

Четвертая и последняя стадия заключается в заполнении электронной «дырки» в специальной паре (BChl)2+ электронами гема цитохрома c. Таким образом, (BChl)2+ восстанавливается, и цикл замыкается, что позволяет происходить последующим реакциям, вновь начинающим цикл.

Функции феофитина в фотосистеме II[править | править вики-текст]

В фотосистеме II, феофитин выполняет схожие функции: он снова является первым переносчиком электронов фотосистемы. После возбужденяи P680 (P680*), происходит передача электрона феофитину, который превращается в отрицательно заряженный радикал. Отрицательо заряженный феофитин передаёт электроны двум молекулам пластохинонов. В конечном счёте, электроны поступают на цитохром b6f и покидают фотосистему II. Реакции, описанные разделом выше касательно пурпурных бактерий, могут дать общую картину фактического движение электронов через феофитин и фотосистему. Общая схема такова:

  1. Возбуждение
  2. Разделение заряда
  3. Восстановление пластохинона
  4. Восстановление субстрата (хлорофилла)

В 1977 году, учёные Клеваник, Климов, Шувалов провели серию экспериментов, с целью доказать, что на подобии с пурпурными бактериями именно феофитин (Фео), а не пластохинон, служит первоначальным акцептором электронов в фотосистеме II. Использовав несколько методов, включая оптическую спектроскопию с высоким временным разрешением и электронный парамагнитный резонанс, они пришли к выводу, что феофитин способен к фотовосстановлению (Аллахвердиев, Климов, Клеваник, Шувалов). Это открытие было встречено шквалом протестов, поскольку многие считали Фео продуктом распада хлорофилла. Тем не менее, дальнейшие проверки выявили и доказали, что феофитин действительно один из первых акцепторов электрона в ФС II от P680* и далее передает электрон к пластохинону (Аллахвердиев, Климов, Шувалов; Василевски и др.; Ноис и др.; Барбер и др.; Шувалов, Семенов, Надточеко и др.).

В ходе исследований была получена следующая информация. Фото-накопление феофитина- наблюдалось в различных комплексах, содержащих реакционные центры ФС II. Количество феофитина прямо пропорционально количеству реакционных центров ФС II. Фотонакопление феофитина- происходит при температуре от 77 K до 293 К, и наблюдается после предварительного восстановления пластохинона. Перенос электрона от Р680* на Фео происходит за время от 3 до 20 псек. Восстановленный Фео- передает свой электрон на ПХ за 200 псек.

Все эти наблюдения характеризуют фото-преобразования компонентов реакционного центра.

Связь с приготовлением продуктов[править | править вики-текст]

В западной культуре ярко-зелёные овощи считаются более привлекательными, чем более тёмные овощи оливкового цвета. Наличие нежелательного цвета вызвано присутствием феофитина, который может образовываться при приготовлении в кислой среде или продолжительной готовке. Для сохранения яркости, необходимо использовать методы приготовления овощей, которые сведут к минимуму образование феофитина, например, приготовление пищи в открытой посуде обеспечит выход летучих кислот и сократит время приготовления, способствуя сохранению зелёного цвета.

Источники[править | править вики-текст]

  • Klimov VV (2003). «Discovery of pheophytin function in the photosynthetic energy conversion as the primary electron acceptor of Photosystem II». Photosyn. Res. 76 (1-3): 247–53. DOI:10.1023/A:1024990408747. PMID 16228584.
  • McWilliams, Margaret Illustrated Guide to Food Preparation. — 4th. — Redondo Beach, CA: Plycon Press, 1982.
  • Nelson, David L.; Cox, Michael M. Lehninger Principles of Biochemistry. — 4th. — New York: W. H. Freeman, 2005.
  • «Photosynthetic Molecules Section.» Library of 3-D Molecular Structures. 22 April 2007
  • Xiong, Ling, and Richard Sayre. «The Identification of Potential Pheophytin Binding Sites in the Photosystem II Reaction Center of Chlamydomondas by Site-Directed Mutagenesis.» (2000). America Society of Plant Biologists. 22 Apr. 2007.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. http://dictionary.reference.com/browse/pheophytin Merriam-Webster Medical Dictionary definition of Pheophytin
  2. http://dictionary.reference.com/browse/pheo- Definition of pheo in The American Heritage Stedman’s Medical Dictionary
  3. phyt. CollinsDictionary.com. Collins English Dictionary — Complete & Unabridged 11th Edition. Retrieved October 19, 2012.