क्लोरोफिल ए

From LTRC
क्लोरोफिल ए
IUPAC name क्लोरोफिल ए
Other names α-क्लोरोफिल
Identifiers
CAS Number 479-61-8
PubChem CID 6433192
ChemSpider 16736115
SMILES 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]
UNII YF5Q9EJC8Y
Ec number 207-536-6
RTECS number FW6420000
Properties
Formula C55H72MgO5N4
Appearance गहरा हरा पाउडर
Odor गंधहीन
Density 1.079 g/cm3
Melting point ~
Solubility in water अघुलनशील
Solubleother इथेनॉल, ईथर में अत्यधिक घुलनशील
लिग्रोइन, एसीटोन, बेंजीन, क्लोरोफॉर्म में घुलनशील
Absorbance पाठ देखें
Melting point 152.3 °C

क्लोरोफिल ए क्लोरोफिल का एक विशिष्ट रूप है जिसका उपयोग ऑक्सीजनिक प्रकाश संश्लेषण में किया जाता है। यह बैंगनी-नीले और नारंगी-लाल प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से अधिकांश ऊर्जा अवशोषित करता है। यह स्पेक्ट्रम के हरे और हरे रंग के निकट के हिस्सों का खराब अवशोषक है,[1] जो क्लोरोफिल युक्त ऊतकों को हरा दिखाता है।[2] यह प्रकाश संश्लेषक वर्णक यूकेरियोट्स, साइनोबैक्टीरिया और प्रोक्लोरोफाइट्स में प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में प्राथमिक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है।[3] क्लोरोफिल ए एंटीना कॉम्प्लेक्स में अनुनाद ऊर्जा को भी स्थानांतरित करता है, जो प्रतिक्रिया केंद्र में समाप्त होता है जहाँ विशिष्ट क्लोरोफिल P680 और P700 स्थित होते हैं।[4]

क्लोरोफिल ए का वितरण

क्लोरोफिल ए अधिकांश प्रकाश संश्लेषक जीवों के लिए रासायनिक ऊर्जा जारी करने के लिए आवश्यक है, लेकिन यह एकमात्र वर्णक नहीं है जिसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के लिए किया जा सकता है। सभी ऑक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषक जीव क्लोरोफिल ए का उपयोग करते हैं, लेकिन क्लोरोफिल बी जैसे सहायक वर्णक में भिन्न होते हैं।[3] क्लोरोफिल ए बहुत कम मात्रा में हरे सल्फर बैक्टीरिया, एक अवायवीय प्रकाशपोषी में भी पाया जा सकता है।[5] ये जीव बैक्टीरियोक्लोरोफिल और कुछ क्लोरोफिल ए का उपयोग करते हैं लेकिन ऑक्सीजन का उत्पादन नहीं करते हैं।[5] एनऑक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण इस प्रक्रिया के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला शब्द है, जो ऑक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण से अलग है जहाँ प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश प्रतिक्रियाओं के दौरान ऑक्सीजन का उत्पादन होता है।

आणविक संरचना

क्लोरोफिल ए की आणविक संरचना में एक क्लोरीन वलय होता है, जिसके चार नाइट्रोजन परमाणु एक केंद्रीय मैग्नीशियम परमाणु को घेरते हैं, और इसमें कई अन्य संलग्न पार्श्व श्रृंखलाएं और एक फाइटोल एस्टर द्वारा निर्मित हाइड्रोकार्बन पूंछ होती है।

फाइटोल पूंछ दिखाते हुए क्लोरोफिल ए अणु की संरचना

क्लोरीन वलय

क्लोरीन, क्लोरोफिल ए की केंद्रीय वलय संरचना

क्लोरोफिल ए में एक मैग्नीशियम आयन होता है जो एक बड़ी वलय संरचना में बंद होता है जिसे क्लोरीन के रूप में जाना जाता है। क्लोरीन वलय पाइरोल से व्युत्पन्न एक विषमचक्रीय यौगिक है। क्लोरीन के चार नाइट्रोजन परमाणु मैग्नीशियम परमाणु को घेरते हैं और उससे जुड़ते हैं। मैग्नीशियम केंद्र विशिष्ट रूप से संरचना को क्लोरोफिल अणु के रूप में परिभाषित करता है।[6] बैक्टीरियोक्लोरोफिल का पोर्फिरिन वलय संतृप्त होता है, और दोहरे और एकल बंधों के प्रत्यावर्तन की कमी के कारण प्रकाश के अवशोषण में भिन्नता होती है।[7]

पार्श्व श्रृंखलाएं

पार्श्व श्रृंखलाएं विभिन्न क्लोरोफिल अणुओं के क्लोरीन वलय से जुड़ी होती हैं। अलग-अलग पार्श्व श्रृंखलाएं प्रत्येक प्रकार के क्लोरोफिल अणु को चिह्नित करती हैं, और प्रकाश के अवशोषण स्पेक्ट्रम को बदलती हैं।[8] [9] उदाहरण के लिए, क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी के बीच एकमात्र अंतर यह है कि क्लोरोफिल बी में C-7 स्थिति पर मिथाइल समूह के बजाय एक एल्डिहाइड होता है।[9]

हाइड्रोकार्बन पूंछ

क्लोरोफिल ए का फाइटोल एस्टर (आरेख में R) एक लंबी हाइड्रोफोबिक पूंछ है जो अणु को क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में अन्य हाइड्रोफोबिक प्रोटीन से जोड़ती है।[3] पोर्फिरिन वलय से अलग होने के बाद, फाइटोल दो बायोमार्कर, प्रिस्टेन और फाइटेन का अग्रदूत बन जाता है, जो भू-रसायन विज्ञान के अध्ययन और पेट्रोलियम स्रोतों के निर्धारण में महत्वपूर्ण हैं।[10]

जैव संश्लेषण

मुख्य लेख: क्लोरोफिलाइड

क्लोरोफिल ए जैव संश्लेषण मार्ग विभिन्न प्रकार के एंजाइमों का उपयोग करता है।[11] अधिकांश पौधों में, क्लोरोफिल ग्लूटामेट से प्राप्त होता है और एक शाखित मार्ग के साथ संश्लेषित होता है जो हीम और सिरोहीम के साथ साझा किया जाता है।[12][13][14] प्रारंभिक चरण ग्लूटामिक एसिड को 5-अमीनोलेवुलिनिक एसिड (ALA) में शामिल करते हैं; ALA के दो अणुओं को फिर पोरफोबिलिनोजेन (PBG) में अपचयित किया जाता है, और PBG के चार अणुओं को जोड़ा जाता है, जिससे प्रोटोपोर्फिरिन IX बनता है।[6]

क्लोरोफिल सिंथेस[15] वह एंजाइम है जो क्लोरोफिल ए के जैव संश्लेषण को पूरा करता है[16][17] जो 2.5.1.62 प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है

क्लोरोफिलाइड ए + फाइटाइल डाइफॉस्फेट ⇌ क्लोरोफिल ए + डाइफॉस्फेट

यह क्लोरोफिलाइड ए में कार्बोक्सिलिक एसिड समूह का 20-कार्बन डाइटरपीन अल्कोहल फाइटोल के साथ एक एस्टर बनाता है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रियाएं

प्रकाश का अवशोषण

प्रकाश स्पेक्ट्रम

क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी का अवशोषण स्पेक्ट्रम। दोनों का एक साथ उपयोग ऊर्जा उत्पादन के लिए प्रकाश के अवशोषण के आकार को बढ़ाता है।

क्लोरोफिल ए बैंगनी, नीले और लाल तरंग दैर्ध्य के भीतर प्रकाश को अवशोषित करता है। सहायक प्रकाश संश्लेषक वर्णक अवशोषित प्रकाश के स्पेक्ट्रम को व्यापक बनाते हैं, जिससे उन तरंग दैर्ध्य की सीमा बढ़ जाती है जिनका उपयोग प्रकाश संश्लेषण में किया जा सकता है।[3] क्लोरोफिल ए के साथ क्लोरोफिल बी का संयोजन अवशोषण स्पेक्ट्रम का विस्तार करता है। कम रोशनी की स्थिति में, पौधे क्लोरोफिल ए अणुओं की तुलना में क्लोरोफिल बी का अधिक अनुपात पैदा करते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषक उपज बढ़ जाती है।[8]

प्रकाश संग्रहण

क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली के भीतर ऊर्जा हस्तांतरण के साथ एंटीना कॉम्प्लेक्स। प्रतिक्रिया केंद्र में क्लोरोफिल ए एकमात्र वर्णक है जो बूस्ट किए गए इलेक्ट्रॉनों को एक स्वीकर्ता तक पहुंचाता है (2 से संशोधित)।

प्रकाश संश्लेषक वर्णकों द्वारा प्रकाश का अवशोषण फोटॉन को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। क्लोरोप्लास्ट पर विकिरणित प्रकाश ऊर्जा थाइलाकोइड झिल्ली में वर्णकों से टकराती है और उनके इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती है। चूंकि क्लोरोफिल ए अणु केवल कुछ तरंग दैर्ध्य को ही पकड़ते हैं, इसलिए जीव प्रकाश ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला को पकड़ने के लिए सहायक वर्णकों का उपयोग कर सकते हैं, जिसे पीले घेरों के रूप में दिखाया गया है।[4] यह फिर पकड़े गए प्रकाश को एक वर्णक से दूसरे वर्णक में अनुनाद ऊर्जा के रूप में स्थानांतरित करता है, ऊर्जा को एक वर्णक से दूसरे वर्णक में तब तक पारित करता है जब तक कि वह प्रतिक्रिया केंद्र में विशेष क्लोरोफिल ए अणुओं तक नहीं पहुंच जाता।[8] ये विशेष क्लोरोफिल ए अणु फोटोसिस्टम II और फोटोसिस्टम I दोनों में स्थित होते हैं। उन्हें फोटोसिस्टम II के लिए P680 और फोटोसिस्टम I के लिए P700 के रूप में जाना जाता है।[18] P680 और P700 इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के प्राथमिक इलेक्ट्रॉन दाता हैं। ये दोनों प्रणालियाँ एक-इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण के लिए अपने रेडॉक्स क्षमता में भिन्न हैं। P700 के लिए Em लगभग 500 mV है, जबकि P680 के लिए Em लगभग 1,100-1,200 mV है।[18]

प्राथमिक इलेक्ट्रॉन दान

क्लोरोफिल ए प्रकाश संश्लेषण के ऊर्जा चरण में बहुत महत्वपूर्ण है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए दो इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता तक पहुँचाया जाना आवश्यक है।[3] दोनों फोटोसिस्टम के प्रतिक्रिया केंद्रों के भीतर क्लोरोफिल ए अणुओं की एक जोड़ी होती है जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के माध्यम से परिवहन श्रृंखला पर इलेक्ट्रॉन पास करती है।[18]

महासागर

क्लोरोफिल A की सांद्रता का उपयोग फाइटोप्लांकटन बायोमास के सूचकांक के रूप में किया जाता है। महासागर में, सभी फाइटोप्लांकटन में क्लोरोफिल वर्णक होता है, जिसका रंग हरा होता है।

फाइटोप्लांकटन सूक्ष्म जीव हैं जो जलीय वातावरण में रहते हैं और फाइटोप्लांकटन की मात्रा में परिवर्तन महासागर की उत्पादकता में परिवर्तन का संकेत देते हैं। फाइटोप्लांकटन जलवायु कारकों से अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित हो सकते हैं, जैसे कि पानी के तापमान और सतही हवाओं में परिवर्तन।[19]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Photosynthesis.
  2. ↑ (December 2020). "Chlorophyll does not reflect green light - how to correct a misconception". Journal of Biological Education. 56 (5) 552–559. doi:10.1080/00219266.2020.1858930.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 (2005). "Biology of Plants". 119–127. W. H. Freeman. ISBN 0-7167-9811-5.
  4. ↑ 4.0 4.1 (2004). "Chlorophyll a Fluorescence, A Signature of Photosynthesis". 19 14, 48, 86. Springer.
  5. ↑ 5.0 5.1 (July 2002). "The complete genome sequence of Chlorobium tepidum TLS, a photosynthetic, anaerobic, green-sulfur bacterium". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (14) 9509–14. doi:10.1073/pnas.132181499.
  6. ↑ 6.0 6.1 (2006). Plant physiology. Sinauer Associates. ISBN 0-87893-856-7.
  7. ↑ (20 November 2007). Biochemistry. 647. Cengage Learning. ISBN 978-0-495-39041-1.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 (1981). "Physiological Plant Ecology I – Responses to the Physical Environment". 12A 67, 259. Springer-Verlag.
  9. ↑ 9.0 9.1 (December 2010). "Singlet and triplet excited state properties of natural chlorophylls and bacteriochlorophylls". Photosynthesis Research. 106 (3) 227–38. doi:10.1007/s11120-010-9598-9.
  10. ↑ (March 1978). "Organic geochemical indicators of palaeoenvironmental conditions of sedimentation". Nature. 272 (5650) 216–222. doi:10.1038/272216a0.
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  12. ↑ Battersby, A. R.. (2000). "Tetrapyrroles: the Pigments of Life. A Millennium review". Nat. Prod. Rep.. 17 (6) 507–526. doi:10.1039/B002635M.
  13. ↑ (2007). "Ciba Foundation Symposium 180 - the Biosynthesis of the Tetrapyrrole Pigments". 180 131–155. ISBN 9780470514535. doi:10.1002/9780470514535.ch8.
  14. ↑ Willows, Robert D.. (2003). "Biosynthesis of chlorophylls from protoporphyrin IX". Natural Product Reports. 20 (6) 327–341. doi:10.1039/B110549N.
  15. ↑ (2002). Pre-Loading of Chlorophyll Synthase with Tetraprenyl Diphosphate is an Obligatory Step in Chlorophyll Biosynthesis. Biological Chemistry. 383 (11) 1769–78. doi:10.1515/BC.2002.198.
  16. ↑ (2004). Recent advances in chlorophyll biosynthesis and breakdown in higher plants. Plant Molecular Biology. 56 (1) 1–14. doi:10.1007/s11103-004-2331-3.
  17. ↑ (2007). "Recent advances in chlorophyll biosynthesis". Photosynthesis Research. 90 (2) 173–194. doi:10.1007/s11120-006-9076-6.
  18. ↑ 18.0 18.1 18.2 (June 2006). "How photosynthetic reaction centers control oxidation power in chlorophyll pairs P680, P700, and P870". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (26) 9855–60. doi:10.1073/pnas.0601446103.
  19. ↑ Nauru Environment Data Portal | Environmental Information for Decision Making. nauru-data.sprep.org.

बाहरी लिंक

  • (Zeiger, Taiz, 2006, Topic 7.11: Chlorophyll Biosynthesis)

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Chlorophyll a" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll_a यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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