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Chlorophyll / Pigmente / Proteine
Was sind Chlorophyll / Pigmente / Proteine?
Als Grundlage halte ich mich hier, da ich kein Biologe bin, einfach mal an die Wikipedia Einträge.
Chlorophyll
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Das Chlorophyll (von altgriechisch χλωρός chlōrós „hellgrün, frisch“ und φύλλον phýllon „Blatt“) oder Blattgrün bezeichnet eine Klasse natürlicher Farbstoffe, die von Organismen gebildet werden, die Photosynthese betreiben. Insbesondere Pflanzen erlangen ihre grüne Farbe durch Chlorophyll.
Pflanzen, Algen und Cyanobakterien besitzen verschiedene Chlorophylltypen, Photosynthese treibende Bakterien verschiedene Typen von Bacteriochlorophyll.
Chlorophyll
a
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Chlorophyll a ist eine spezifische Form von Chlorophyll in verwendet oxygenic Photosynthese. Es absorbiert die meiste Energie aus Wellenlängen von violett-blau und orange-rotes Licht. [3] Es spiegelt auch grün / gelbes Licht, und trägt als solche zu der beobachteten grüne Farbe der meisten Pflanzen. Diese photo Pigment ist für die Photosynthese in Eukaryonten, Cyanobakterien und Prochlorophyten wegen seiner Rolle als primäre Elektronendonor in der Elektronentransportkette. [4] Chlorophyll eine auch Transfers Resonanzenergie in der Antennenkomplex, in der End-Reaktionszentrum, wo bestimmte Chlorophylle P680 und P700 befinden. [5]
3. PHOTOSYNTHESE
4. Ein b c
d e Raven, Peter H .; Evert, Ray F .; Eichhorn, Susan E. (2005). " Die Photosynthese, Licht und Leben".
Biologie der Pflanzen (7. Aufl.). WH Freeman. pp. 119-127. ISBN 0-7167-9811-5.
5. Ein b Papageorgiou, G und Govindjee (2004).
"Chlorophyll a Fluoreszenz eine Signatur der Photosynthese". 19 . Springer: 14,48,86
Den Peak findet man gemäss Wikipedia bei 430 und 662nm
Chlorophyll b hilft bei der Photosynthese durch Lichtenergie zu absorbieren.
Es ist löslicher als Chlorophyll a in polaren Lösungsmitteln wegen seiner carbonyl-Gruppe. Seine Farbe ist gelb, und es absorbiert vor allem blaues Licht. [2]
2. Photosynthese Pigmente
Chlorophyll c ist eine Form von Chlorophyll in bestimmten Meeresalgen gefunden, einschließlich der photo ChromIsta (zB. Diatomeen, Braunalgen) und Dinoflagellaten . [1] [2] [3]
1. Speer, BR "Photosynthetic Pigments" . Abgerufen 2 August Jahr 2014.
2. Ein b Blankenship, Robert E. (Februar 2002).
Molekulare Mechanismen der Photosynthese . Wiley- Blackwell.
3. Ein b c
Dougherty, Ralph C .; Strain, HH; Svee, WA; Uphaus, RA; Katz, JJ (Mai 1970). "Die Struktur, Eigenschaften und Verteilung von Chlorophyll c". J. Am. Chem. Soc . 92 (9): 2826-2833. doi : 10.1021 /
ja00712a037.
Es hat eine blau-grünliche Farbe und ist ein Zubehörteil Pigment , besonders signifikant in ihrer Absorption von Licht im 447-452 nm - Bereich, [3] Wie Chlorophyll a und Chlorophyll b , hilft es der Organismus Licht sammeln und übergibt einen Quanten der Anregung Energie durch die Lichtsammelantennen zur photosynthetischen Reaktionszentrums.
3. Ein b c Dougherty, Ralph C .; Strain, HH; Svee, WA; Uphaus, RA; Katz, JJ (Mai 1970). "Die Struktur, Eigenschaften und Verteilung von Chlorophyll c". J. Am. Chem. Soc . 92 (9): 2826-2833. doi : 10.1021 / ja00712a037.
Chlorophyll d ist eine Form von Chlorophyll, die von Harold Stamm und Winston Manning im Jahr 1943. [1] [2] Es ist in marinen Rotalgen und Cyanobakterien, die Energie aus Sonnenlicht für die Photosynthese eingefangen verwenden. [3] Chlorophyll d absorbiert weit roten Licht, bei 710 nm Wellenlänge, etwas außerhalb des optischen Bereich. [4] Ein Organismus, Chlorophyll enthält d zu einer Umgebung, wie mässig tiefen Wasser angepasst ist, wo es viel rotes Licht für die Photosynthese verwenden können, [5], obwohl es nicht viel sichtbares Licht ist. [6]
1. Winston M.
Manning und Harold H. Stamm 1943Chlorophyll d, eine grüne Pigment in Rotalgen J. Biol. Chem. 1943, 151: 1-19.
2. Anthony WD Larkum und Michael Kühl, 2006,Chlorophyll d: die Rätsel gelöst Trends in Plant Science Vol.10 No.8 August 2005.
3. "Photosynthetic Pigments".
4. http://www.physorg.com/news201502581.html
5. http://www.news-medical.net/news/2008/02/08/35091.aspx.
6. "Biology Online".
Pigmente
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Pigmente (lateinisch pigmentum für „Farbe“, „Schminke“) sind Farbmittel, also farbgebende Substanzen. Im Gegensatz zu Farbstoffen bestehen sie aus Teilchen und sind im Anwendungsmedium praktisch unlöslich. [1] Anwendungsmedium ist der Stoff, in den das Pigment eingearbeitet wird, beispielsweise in Bindemittel wie Öle oder Kunststoffe. In der Biologie bezeichnet der Begriff Pigment alle in einem lebenden Organismus farbgebenden Substanzen.
Pigmente können nach ihrer chemischen Struktur (anorganisch oder organisch), nach ihren optischen Eigenschaften (weiß, bunt, schwarz, Effekte) und nach ihren technischen Eigenschaften (Korrosionsschutz, Magnetismus) unterschieden werden. [1] Der Farbreiz entsteht durch Absorption und Remission (Streuung oder Reflexion) bestimmter Frequenzanteile des sichtbaren Lichts. Maßgeblich für die Eigenschaften der Pigmente sind auch Festkörpereigenschaften wie Kristallstruktur, Kristallmodifikation, Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung, letztere durch die spezifische Oberfläche.
Natürliche organische Pigmente kommen in der Natur als „Tier-“ oder „Pflanzenfarben“ vor.
1. a b DIN 55943. In: Deutsches Institut für Normung e. V. (Hrsg.): Farbmittel 1. 7. Auflage. DIN-Taschenbuch 49. Berlin, Wien, Zürich 2012, ISBN 978-3-410-23202-5, S. 515.
Protein
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Ein Protein, umgangssprachlich Eiweiß (veraltet: Eiweißstoff), ist ein biologisches Makromolekül, das aus Aminosäuren durch Peptidbindungen aufgebaut ist. Proteine finden sich in allen Zellen und machen zumeist mehr als 50 % ihres Trockengewichts aus. [1] Sie verleihen nicht nur Struktur, sondern tragen als „molekulare Maschinen“ wesentliche Funktionen, indem sie Zellbewegungen ermöglichen, Metabolite transportieren, Ionen pumpen, chemische Reaktionen katalysieren und Signalstoffe erkennen können. Überwiegend aus Proteinen (Eiweiß) bestehen so auch Muskeln, Herz, Hirn, Haut und Haare.
Die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen, einem Gewebe, einer Zelle oder einem Zellkompartiment, unter exakt definierten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt, wird als Proteom bezeichnet.
1. Neil A. Campbell: Biologie. Hrsg.: Jürgen Markl. 1. korrigierter Nachdruck Auflage. Spektrum, Heidelberg Berlin Oxford 1998, ISBN 3-8274-0032-5, S. 80 (englisch: Biology. 1996.).
Carotinoide
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Als Carotinoide, auch Karotinoide,[1] wird eine umfangreiche Klasse natürlich vorkommender fettlöslicher Pigmente (Lipochrome) bezeichnet, denen chemisch als Grundgerüst ein Tetraterpen gemeinsam ist. Ihr System von konjugierten Doppelbindungen absorbiert Licht bestimmter Wellenlängen und verleiht je nach Anzahl, Lage und Seitenkette im Carotinoid diesem einen gelblichen bis rötlichen Farbton. Die mittlerweile über 800 bekannten Carotinoide werden in Carotine und sauerstoffhaltige Xanthophylle unterschieden.
Funktion bei der Photosynthese
Die primäre Aufgabe der Carotinoide bei der pflanzlichen Photosynthese ist es,
Chlorophyllmoleküle vor Zerstörung durch Photooxidation zu schützen. Dabei fungieren sie als photoprotektive Agenzien, die die Pflanzenzelle durch nonphotochemisches Quenching vor reaktiven
Sauerstoffspezies schützen. Außerdem erweitern sie das Absorptionsspektrum der photosynthetischen Organismen im blau-grünen Spektralbereich und sind teilweise auch am Energietransfer innerhalb
der Antennenkomplexe und Photosysteme beteiligt. Dort arbeiten sie als Lichterntepigmente im Lichtsammelkomplex, die Photonen absorbieren und die Energie ans photosynthetische Reaktionszentrum
weiterleiten. Man bezeichnet sie deshalb, zusammen mit den Phycobilinen, als akzessorische Pigmente der Photosynthese. Im Xanthophyllzyklus, der in den Chloroplasten stattfindet, wird
überschüssige Lichtstrahlung absorbiert und in unschädliche Wärme umgewandelt.
Schätzungen über die jährliche Carotinoidsynthese durch Pflanzen belaufen sich auf 100 Millionen Tonnen im Jahr.
Die Zuteilung der Carotinoide zu den sekundären Pflanzenstoffen, ist somit nicht ganz korrekt, da ihnen, entgegen der Definition der sekundären Pflanzenmetaboliten, klare, primäre Funktionen in
der Photosynthese zugeordnet werden können.
Karotine
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Der Begriff Carotin (auch Carotin, aus dem lateinischen carota "Karotte" [1] [2] ) wird für viele ähnliche verwendet ungesättigten Kohlenwasserstoffsubstanzen mit der Formel C 40 H x, die von Pflanzen synthetisiert werden , aber im allgemeinen nicht hergestellt werden durch Tiere (mit dem einzigen bekannten Ausnahme einiger Blattläuse und Spinnmilben, die die synthetischen Gene aus Pilzen gewonnen). [3] Carotine sind photosynthetischen Pigmente wichtig für die Photosynthese. Carotine enthalten keine Sauerstoffatome. Sie absorbieren ultraviolettes, violett, und blaues Licht und Streu orange oder rotes Licht, und (in niedrigen Konzentrationen) gelbes Licht.
1. Mosbys medizinische, pflegerische und Allied Health Dictionary, Fourth Edition, Mosby-Year Book 1994, S.. 273.
2. "Carotin" . Online Etymologie Wörterbuch .
Carotine tragen zur Photosynthese durch die Lichtenergie übertragen sie absorbieren zu Chlorophyll. Sie schützen auch Pflanzengewebe, indem sie den Energie aus zu absorbieren Singulett-Sauerstoff, angeregten Form des Sauerstoffmoleküls O2 , die bei der Photosynthese entsteht.
Die Carotine α-Carotin und γ-Carotin, die aufgrund ihrer einzigen retinyl Gruppe (β-Ionon-Ring), haben auch einige Vitamin - A - Aktivität (wenn auch weniger als ß-Carotin), ebenso wie das Xanthophyll Carotinoid ß-Cryptoxanthin.
Peridinin
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Peridinin ist ein lichtsammelnden Carotinoid, ein Pigment mit zugehörigen Chlorophyll und in dem gefundenen Peridinin-Chlorophyll-Protein (PCP) Lichtsammelkomplex in Dinoflagellaten, am besten studierte in Amphidinium carterae. [1]
1. Hofmann E, Schraubwerkzeug PM, Sharples FP, Hiller RG, Welte W, Diederichs K (1996). "Structural Basis der Lichternte von Carotinoide: Peridinin-Chlorophyll-Protein aus Amphidinium carterae". Wissenschaft . 272 (5269): 1788-1791. doi : 10.1126 / science.272.5269.1788 . PMID 8650577.
Biologische Bedeutung
Kristallstruktur des löslichen Peridinin-Chlorophyll-Protein-Komplex aus dem Photo-Dinoflagellaten Amphidinium carterae. Dieser Komplex ist in vielen Photodinoflagellaten und beinhaltet ein Boot oder Wiege förmigen Proteins mit zwei pseudosymmetrical Wiederholungen von acht alpha-Helices (dargestellt in blau und orange) eingewickelt gefunden um ein Pigment gefüllten zentralen Hohlraum. Jede acht-Helix - Segment bindet ein Chlorophyll - Molekül (grün, mit zentralen Magnesium - Ion als grüne Kugel dargestellt), ein Diacylglycerin Molekül (gelb) und vier Peridinin Moleküle (grau). [2]
Peridinin ist ein Carotinoid Pigment, dass einige Organismen in verwenden Photosynthese. Viele Photo Dinoflagellaten verwenden Peridinin, die in der 470-550nm Bereich blau-grünes Licht absorbiert, die außerhalb des Bereichs zugänglich Chlorophyll - Moleküle. Die Peridinin-Chlorophyll-Protein - Komplex ist ein spezialisierter Molekülkomplex, bestehend aus einem bootförmigen Proteinmolekül mit einem großen zentralen Hohlraum, der Peridinin, Chlorophyll enthält, und Lipidmolekülen, in der Regel in einem 4:1 - Verhältnis von Peridinin zu Chlorophyll. [2] [3] [4]
2. Ein b Hofmann, E; Schraubenschlüssel, PM; Sharples, FP; Hiller, RG;
Welte, W; Diederichs, K (21. Juni 1996). "Structural Basis der Lichternte von Carotinoiden. Peridinin-Chlorophyll-Protein aus Amphidinium carterae". Wissenschaft . 272 (5269): 1788-91. doi :
10.1126 / science.272.5269.1788 . PMID 8650577.
3. Schulte, Tim; Johanning, Silke; Hofmann, Eckhard (Dezember 2010). "Struktur und Funktion von nativen und Peridinin-Chlorophyll-Proteine von
Dinoflagellaten neu gefaltet". European Journal of Cell Biology . 89 (12): 990-997. doi : 10.1016 / j.ejcb.2010.08.004.
4. Jiang Jing; Zhang Hao; Kang, Yisheng; Bina, David; Lo, Cynthia S .; Blankenship, Robert E. (Juli 2012). "Charakterisierung des
Peridinin-Chlorophylla-ProteinKomplex in der Dinoflagellaten Symbiodinium". Biochemica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetik . 1817 (7): 983-989. doi : 10.1016 / j.bbabio.2012.03.027.
Phycocyanin
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Phycocyanin ist ein Pigment-Protein Komplex von der lichtsammelnden
Phycobiliprotein Familie, zusammen mit Allophycocyanin und Phycoerythrin. [1]
Es ist ein Zubehörteil Pigment zu Chlorophyll. Alle Phycobiliproteine sind wasserlöslich, so dass sie nicht innerhalb der Membran wie existieren Carotinoide können.
Phycocyanin ist ein charakteristisches hellblaue Farbe, orange und rotes Licht absorbieren, besonders in der Nähe von 620 nm (je nachdem, welche speziellen Typ es sich handelt), und emittiert Fluoreszenz bei etwa 650 nm (auch je nachdem, welche Art es ist).
Phycoerythrin
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Phycoerythrin (PE) ist ein roter protein- Pigment - Komplexes von der lichtsammelnden Phycobiliprotein Familie, in Rotalgen [1] und Kryptophyten, [2] Zubehör zu den wichtigsten Chlorophyll - Pigmente verantwortlich für die Photosynthese.
Wie alle Phycobiliproteine, wird es aus einem Protein - bindenden Teil kovalent zusammengesetzt Chromophore genannt phycobilins. In der Phycoerythrin Familie, die bekanntesten phycobilins sind: Phycoerythrobilin , die typische Phycoerythrin Akzeptor - Chromophor, und manchmal phycourobilin . Phycoerythrine bestehen aus (αβ) Monomeren, in der Regel in einem scheibenförmigen organisiert Trimer (αβ) 3 oder Hexamer (αβ) 6 (zweite ist die Funktionseinheit der Antennenstäbe). Diese typischen Komplexe auch eine dritte Art von Untereinheit enthalten, die γ - Kette. [1]
1. Ein b c d e Ficner R .; Huber R. (1993). "Refined Kristallstruktur von Phycoerythrin aus Purpur-Rotalge bei 0,23 nm Auflösung und Lokalisation der γ - Untereinheit" . EUR.
J. Biochem . 218 (1): 103-106. doi: 10.1111 / j.1432-1033.1993.tb18356.x. PMID 8243457 . Abgerufen 13 Oktober 2012.
2. Ein b c van der Weij-De Wit CD; Doust AB; van Stokkum
IHM; Dekker JP; et al. (2006). "Wie Energie Trichtern aus dem Phycoerythrin Antennenkomplex zu Photosystem I und Photosystem II in Cryptophyte Rhodomonas CS24 Cells" (PDF) . J. Phys. Chem. B . 110: 25.066-25.073. doi : 10.1021 / jp061546w . PMID 17149931 . Abgerufen 13 Oktober
2012.
Als solches kann es Unterschiede in der Effizienz der Absorption und Emission von Licht zur Erleichterung der Photosynthese benötigt. Dies könnte eine Folge der Tiefe in der Wassersäule, die eine spezifische Alge liegt typischerweise und einer daraus folgenden Notwendigkeit für mehr oder weniger Effizienz der akzessorischen Pigmente.
Chromoproteine
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Chromoproteine, auch Chromoproteide, sind Proteine, die in Haupt- oder Nebenvalenzbindung eine Farbstoffkomponente als prosthetische Gruppe enthalten. [1] Dazu zählen u. a. Cytochrom, Hämoglobin, Katalase, Rhodopsin, die Phycobiliproteine (s.a. Phycobiliproteide) und die Phytochrome des sogn. „Hellrot-Dunkelrot-Systems“ . Die prosthetische Gruppe enthält dabei häufig eine Eisen-haltige oder Kupfer-haltige Porphyrin-Verbindung. Carotinoide sind manchmal auch Bestandteil von Chromoproteinen [2]
1. Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosäuren, Peptide, Proteine, Verlag Chemie, Weinheim, S. 388, 1982, ISBN
3-527-25892-2.
2. Otto-Albrecht Neumüller (Herausgeber): Römpps Chemie Lexikon, Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1983, 8. Auflage, S. 745, ISBN 3-440-04513-7.
Zooxanthelle
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Zooxanthellen sind Protisten, die als Endosymbionten in einer Reihe von Lebewesen leben können. Bei den Zooxanthellen handelt es sich meistens um Dinoflagellaten, aber auch Chrysomonaden, Cryptomonaden oder Diatomeen kommen vor. Als Wirte kommen Foraminiferen, Steinkorallen (Scleractinia), viele Octocorallia, sonstige Blumentieren (Anthozoa), Feuerkorallen (Millepora), Riesenmuscheln (Tridacnidae) aber auch einige Quallenarten vor.[1] Auch Nacktkiemer (Nudibranchia)(z. B. Pteraeolidia ianthina) [2] und Schwämme besitzen manchmal Zooxanthellen [3]. Alle Korallen, die am Bau der tropischen Korallenriffe beteiligt sind, haben Zooxanthellen als Endosymbionten [4].
Die Zooxanthellen leben im Körper des Wirtes und versorgen ihn mit Zucker, Stärke und anderen organischen Produkten. Sowohl der Wirt als auch die Protisten profitieren von der Symbiose. Bei den Foraminiferen ist die Symbiose fakultativ, das heißt, beide Lebewesen gedeihen prinzipiell auch ohneeinander. [5] Die riffbildenden Steinkorallen tropischer Korallenriffe sterben dagegen, wenn sie ihre Zooxanthellen unter Stress ausgestoßen haben, ein Phänomen, das als Korallenbleiche bekannt ist. [6]
Wenn nicht die Protistenzellen als Ganzes, sondern nur die Chloroplasten erhalten bleiben, so spricht man hingegen von Kleptoplastie.
1. Klaus Hausmann, Norbert Hülsmann, Renate Radek: Protistology. 3. Auflage. Schweizerbart, 2003, ISBN 3-510-65208-8, S. 341.
2. Bill Rudman: Zooxanthellae in nudibranchs auf seaslugforum.net.
3. S.Mariana: 'Larval Bloom of the oviparous sponge Cliona viridis: coupling of larval abundance and adult distribution' in Marine Biology(2000) 137:
783-790
4. Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. Begründet von Eduard
Strasburger. 35. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1010-X, S. 704.
5. Klaus Nuglisch: Foraminiferen - marine Mikroorganismen, Wittenberg, 1985, S. 25.
6. H. Schumacher, K. u. W. Loch, W. R. See. Das Erbleichen der Korallen. In Biologie in unserer Zeit 3/2005: 186–191
Harald Ebert hat dieses Thema „Zooxanthellen was ist das?“ auf seinem
Gorgonien-Lexikon auch sehr gut abgehandelt und man kann es hier Nachlesen.
Die Abhandlung zu Chlorophyll, Pigmenten und Proteine hat auch bereits Ronny Schöpke auf Salzwasserwelten.de im Bericht
Lichtumsetzung in Korallen Teil 1/2 erläutert.
Lichtumsetzung in Korallen Teil 1
Lichtumsetzung in Korallen Teil 2
Erstellt am 31.12.2016
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