Chlorophylle

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Chlorophyll (von griech. χλωρός chlōrós „hellgrün, frisch“ und φύλλον phýllon „Blatt“) oder Blattgrün bezeichnet eine Klasse natürlicher Farbstoffe, die von Organismen gebildet werden, die Photosynthese betreiben. Wegen ihres Absorbtionsminimums im Farbbereich zwischen 490 und 620 nm, der sog. Grünlücke, erscheinen sie grün gefärbt. Insbesondere Pflanzen verdanken ihre grüne Farbe dem Chlorophyll. Pflanzen, Algen und Cyanobakterien besitzen verschiedene Chlorophylltypen, photosynthesetreibende Bakterien verschiedene Typen von Bacteriochlorophyll.

Struktur und Eigenschaften

Strukturell sind die Chlorophylle mit den Hämen verwandt, welche als Bestandteil des Blutfarbstoffs (Hämoglobin), des Myoglobins und der Cytochrome auftreten, als Zentralion jedoch nicht Magnesium, sondern Eisen enthalten. Chlorophylle sind gut löslich in Ethanol und Aceton, sowie ähnlichen Lösungsmitteln.

Chemische Struktur bei oxygenen Phototrophen

Struktur und Effekt
Name Struktur C2-Rest C3-Rest C7-Rest C8-Rest C17-Rest C17-18-Bindung Summenformel
Chlorophyll a Porphyrine General Formula V.1.svg –CH3 –CH=CH2 –CH3 –CH2CH3 –CH2CH2COO-Phytyl Einfachbindung C55H72O5N4Mg
Chlorophyll b –CH3 –CH=CH2 –CHO –CH2CH3 –CH2CH2COO-Phytyl Einfachbindung C55H70O6N4Mg
Chlorophyll c1 –CH3 –CH=CH2 –CH3 –CH2CH3 –CH=CHCOOH Doppelbindung C35H30O5N4Mg
Chlorophyll c2 –CH3 –CH=CH2 –CH3 –CH=CH2 –CH=CHCOOH Doppelbindung C35H28O5N4Mg
Chlorophyll d –CH3 –CHO –CH3 –CH2CH3 –CH2CH2COO-Phytyl Einfachbindung C54H70O6N4Mg
Chlorophyll f –CHO –CH=CH2 –CH3 –CH2CH3 –CH2CH2COO-Phytyl Einfachbindung C55H70O6N4Mg
Grundstruktur für die Chlorophylle a, b und d (Die Bezeichnung der Ringe ist angegeben.)
Grundstruktur für die Chlorophylle c1 und c2
Struktur von Chlorophyll f

Chemische Struktur bei anoxygenen Phototrophen: Bakteriochlorophylle (Bchl)

Strukturen von Bakterienchlorophyllen
Name Struktur R1-Rest R2-Rest R3-Rest R4-Rest R5-Rest R6-Rest R7-Rest
Bchl a Bacteriochlorophyll.svg –CO–CH3 –CH3a –CH2CH3 –CH3 –CO–O–CH3 –Phytyl –H
Bchl b –CO–CH3 –CH3a =CH–CH3 –CH3 –CO–O–CH3 –Phytyl –H
Bchl c –CHOH–CH3 –CH3 –C2H5b
–C3H7
–C4H9
–CH3
–C2H5
–H –Farnesyl –CH3
Bchl cs –CHOH–CH3 –CH3 –C2H5 –CH3 –H –Stearylalkohol –CH3
Bchl d –CHOH–CH3 –CH3 –C2H5b
–C3H7
–C4H9
–CH3
–C2H5
–H –Farnesyl –H
Bchl e –CHOH–CH3 –CHO –C2H5b
–C3H7
–C4H9
–C2H5 –H –Farnesyl –CH3
Bchl g –CH=CH2 –CH3a –C2H5 –CH3 –CO–O–CH3 –Farnesyl –H

a: Keine Doppelbindung zwischen C7 und C8 (farblich markiert im Bild)
b: Bei Bchl c, d und e handelt es sich um ein Gemisch von Isomeren, bei denen der Rest R3 oder R4 unterschiedlich substituiert ist.

Porphyrin, chlorin, bacteriochlorins.png

Spektrale Eigenschaften

Absorptionsspektrum von Chlorophyll a und b
Absorptionsspektrum von BChl a und dem Antennenkomplex LH2 eines Purpurbakteriums

Die Absorptionsspektren von in Lösungsmitteln gelösten Chlorophyllen besitzen immer zwei ausgeprägte Absorptionsmaxima, eines zwischen 600 und 800 nm, das als Qy-Bande bezeichnet wird, und eines um 400 nm, das Soret-Bande genannt wird. Die Abbildung rechts zeigt diese Absorptionsmaxima für Chlorophyll a und b. Zusätzlich existiert die Qx-Bande um 580 nm, die senkrecht zu Qy polarisiert ist und in der Regel sehr schwach absorbiert. Für Chlorophyll a ist sie in der Abbildung noch zu erkennen, für Chlorophyll b verschwindet sie im Untergrund. Der zwischen den Banden liegende Bereich ist die eingangs erwähnte Grünlücke.

Anhand der Spektren in der Abbildung kann man leicht verstehen, warum Blätter – diese enthalten Chlorophyll a und b – grün sind. Zusammen absorbieren Chlorophyll a und b hauptsächlich im blauen Spektralbereich (400–500 nm) sowie im roten Spektralbereich (600–700 nm). Im grünen Bereich hingegen findet keine Absorption statt, so dass grünes Licht gestreut wird, was Blätter grün erscheinen lässt.

Siehe auch

Weblinks

 Wiktionary: Chlorophyll – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wikibooks: Biosynthese von Protoporphyrin IX – Lern- und Lehrmaterialien


Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Chlorophylle aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.