Пигменты красящие вещества растений, сложные органические соединения; Важнейший компонент аппарата фотосинтеза Содержатся главным образом в корнях, цветках, листьях растений, а также в корках плодов. многие химически мало изучены.

Пигменты пластид относятся к трем классам веществ: Хлорофиллы Фикобилины Каротиноиды

Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет; при его участии осуществляется процесс фотосинтеза. Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет; при его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гемму. По химическому строению хлорофиллы магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гемму.

Основу хлорофилла составляет порфириновое кольцо. Хлорофилл – сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофилина, у которой одна карбоксильная группа этерефицирована остатком метилового спирта, а другая остатком непредельного спирта фитола.

В настоящее время известно около 10 хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов. Хлорофилл а и b – содержится во всех высших растениях Хлорофилл с содержится в диатомовых водорослях, хлорофилл d – в красных водорослях. Четыре бактериохлорофилла, содержащиеся в клетках фотосинтезирующих бактерий. бактериохлорофиллы с и d - в клетках зелёных бактерий бактериохлорофиилы а и b-клетках пурпурных бактерий Основными пигментами, без которых фотосинтез не идёт, являются хлорофилл а - для зелёных растений и бактериохлорофилл для бактерий.

Хлорофилл а является основным пигментом и характерен для всех организмов, осуществляющих оксигенный, т. е. с выделением кислорода, фотосинтез. У зеленых и эвгленовых водорослей, мхов и сосудистых растений кроме хлорофилла a есть хлорофилл b, содержание которого составляет 1/4-1/5 от содержания хлорофилла а- это дополнительный пигмент, расширяющий спектр поглощения света.

Хорошо растворимы в этиловом спирте Нерастворимы в воде Максимумы поглощения лежат в красных и синих частях спектра Слабо поглощают оранжевый и желтый цвет и совсем не поглощают зеленые и инфракрасные лучи.

Хлорофилл поглощает солнечную энергию и направляет её на химические реакции, которые не могут протекать без энергии, получаемой извне. Хлорофилл поглощает свет не сплошь, а избирательно: при пропускании белого света через призму и раствор хлорофилла на полученном спектре наиболее интенсивное поглощение будет в красных и сине-фиолетовых лучах. Зелёные лучи поглощаются мало, поэтому в тонком слое хлорофилл имеет, в проходящем свете, зелёный цвет. Спектры поглощения хлорофилла а и b очень близки. В отражённом свете хлорофилл, кажется вишнёво- красным, так как он излучает поглощённый свет с изменением длины его волны. Это свойство хлорофилла называется флюоресценцией.

Избирательность поглощения энергии света Запасание энергии света в виде энергии электронного возбуждения Фотохимическое преобразование энергии возбужденного состояния в химическую энергию первичных фотовостановленных и фотоокисленных соединений.

Фикобилины (от греч. phýkos – водоросль и лат. bilis – жёлчь), пигменты красных и сине-зеленых водорослей. белки из группы хромопротеинов, в состав небелковой части которых, входят хромофоры билины – аналоги жёлчных кислот. Маскируют цвет основного пигмента фотосинтеза – хлорофилла.

Аминокислоты в фикобилинах составляют 85%, углеводы – 5%, хромофоры – 4–5%. Общее содержание фикобилинов в водорослях достигает 20% (на сухую массу). Локализованы Ф. в клетке в особых частицах – фикобилисомах. Участвуют в фотосинтезе в качестве сопровождающих пигментов, доставляя поглощённую энергию света к фотохимически активным молекулам хлорофилла.

Характерны для хлоропластов: Цианобактерий Багрянок Криптофильных водорослей

Фикобилины – пигменты основе которых лежит пирольная структура Хроматофорная группа пигмента ковалентно связана с водорастворимым белком типа глобулина и представляет собой структуру, состоящую из четырех пиррольных колец, но не замкнутых, как в молекуле хлорофилла, а имеющих вид развернутой цепи, не содержащей металл

Фикобилины являются хроматофорными группами фикобилиопротеинов – глобулиновых белков, с которыми они связаны прочными ковалентными связями.

Фикоэритрины – белки красного цвета с максимумом поглощения от 498 до 568 нм Фикоцианины - сине-голубые белки с максимумами поглощения от 585 до 630 нм Аллофикоцианины – синие белки с максимумами поглощения от 585 до 650нм Все эти хромопротеины обладают флуоресценцией с максимумами , и 660нм

Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра – это обеспечивает хроматическую комплементарную адаптацию водорослей. У водорослей фикобилины – дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла b функцию светособирающего комплекса.

КАРОТИНОИДЫ (от лат. carota - морковь и греч. eidos -вид), природные пигменты от желтого до красно-оранжевого цвета, синтезируемые бактериями, водорослями, грибами, высшими растениями, некоторыми губками, кораллами и др. организмами; обусловливают окраску цветов и плодов.

Представляют собой полиненасыщенные соединения терпенового ряда, построенные преимущественно по единому структурному принципу: по концам полиеновой цепи, состоящей из 4 изопреноидных остатков, расположены циклогексеновые кольца, или алифатического изопреноидные остатки. В большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода

В зависимости от степени поглощения каротиноиды делят: Каротины – не содержат атомов кислорода, являются чистыми углеводами и обычно имеют оранжевый цвет. Каротины – ненасыщенные каротиноиды Представитель b-каротин

Ксантофиллы – это каротиноиды характеризующиеся наличием кислородосодержащих функциональных групп. Окрашены от желтого до красного цвета.

Нерастворимость в воде Хорошая растворимость во многих органических растворителях. Избирательно адсорбируются на минеральных некоторых органических адсорбентах Чувствительны к воздействию солнечного света, кислорода воздуха, нагреванию и т.д., под воздействием этих неблагоприятных факторов они подвергаются окислению и разрушению.

Функция связанная с фотосинтезом – защита органических молекул от разрушения Как светособиратели каротиноиды разделяют с хлорофиллом ключевую роль в энергетическом метаболизме высших растений Мембраностабилизирующая функция Вовлекаются в различные защитные механизмы: ингибирование образующихся свободных радикалов Защита от ультрафиолетового излучения Выступают в роли антиоксидантов.

Одна из важнейших функций каротиноидов А-провитаминная активность. Еще одна важная функция способность образовывать комплексы с протеинами. Эта способность также обуславливает изменения проницаемости мембран.

Спасибо за внимание!