Исследование фотобиохимических свойств фукоксантина

• Автор: Парамонова, Людмила Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЭДРШВ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1. Химическая структура каротиноидов.

2. Локализация каротиноидов .

3. Защитное действие каротиноидов .

За. Взаимодействие с синглетнюл кислородом.

33. Взаимодействие с триплетным хлорофиллом

4. Окислительновосстановительные превращения каротиноидов .

5. Оксидазная и пероксидазная активность

каротиноидов .

6. Перенос энергии синглетного возбуждения на хлорофилл.
7. Триплеттриплетный перенос энергии от хлорофилла
к каротиноидам .
8. Участие 1саротиноидов в реакциях переноса
электрона.
8а. Гипотетические представления о механизме
участия каротиноидов в процессе фотосинтеза
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава П. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Методы исследования
2. Объекты исследования .
Глава Ш. ВЫДЕЛЕНИЕ, ОЧИСТКА И СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
ФУКОКСАНТИНА
I. Препаративное получение фукоксантина .
1а. Экстракция пигментов
. Перевод пигментов в диэтиловый эфир.
1в. Хроматография пигментов
1г. Освобождение от бесцветных примесей
2. Спектральные свойства фукоксантина .
2а. Спектры поглощения в видимой области .
. Определение молярного коэффициента
экстинкции
2в. Спектры поглощения в ультрафиолетовой
области.
3. Обсуждение результатов
Глава 1У. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ФУКОКСАНТИНА В РАСТВОРАХ
1. Исследование при комнатной температуре
2. Исследование при низкой температуре
3. Исследование фотоиндуцированных изменений оптической плотности фукоксантина непосредственно
в процессе освещения при комнатной температуре .
4. Обсуждение результатов .
Глава У. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ФУКОКСАНТИНА В ТВЕРДЫХ СЛОЯХ
I. Фотовольтаический эффект .
1а. Растворы чистых электролитов .
. Влияние доноров и акцепторов электрона .
1в. Влияние среды
1г. Влияние кислорода воздуха
1д. Обсуждение результатов .
2. Фотопроводимость .
2а. Слои чистого фукоксантина .
. Бинарная система с акцептором электрона .
2в. Обсуждение результатов
Глава УТ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФУКОКСАНТИНА С ХЛОРОФИЛЛОМ ИЗ
1. Триплеттриплетный перенос энергии. ИЗ
1а. Исследование методом флешфотолиза . ИЗ
. Исследование методом импульсной фотопроводимости
2. Тушение синглетного кислорода
3. Тушение флуоресценции хлорофилла а и
феофитина а фукоксантином .
4. Фотоэлектрические свойства смешанных слоев
фукоксантин хлорофилл а
4а. Спектры действия фотопроводимости .
. Миграция энергии.
5. Межмолекулярное взаимодействие фукоксантина
и хлорофилла а.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОда
ЛИТЕРАТУРА


Большое влияние на изучение химического строения растительных пигментов оказал метод хроматографического адсорбционного анализа, разработанный в году М. С.Цветом. К настоящему времени химическая структура большинства представителей каротиноидных пигментов, входящих в состав фотосинтезирующих организмов, хорошо изучена и освещена в многочисленных литературных обзорах ,9,0,6,9. Каротиноиды принадлежат к классу углеводородов и их оксигенированных производных. Химическая структура каротиноидов характеризуется длинной прямой ненасыщенной углеродной цепью, состоящей из восьми изопреновых единиц, соединенных таким образом, что две ближайшие к центру молекулы метальные группы находятся в положении 16, тогда как все другие боковые метальные группы в положении 15. В скелете основных каротиноидов содержится или близкое к этому числу количество углеродных атомов. Цепь конъюгированных чередующихся двойных связей составляет хромофорную систему и часто заканчивается на одном или обоих концах кольцом ионона. Каротияоидные пигменты, благодаря наличию в их молекулах большого количества гидрофобных группировок, хорошо растворяются в различных органических растворителях и нерастворимы в воде. Каротиноиды делятся на бескислородные каротины и кислородсодержащие ксантофиллы. Каротины. Наиболее известными представителями этой группы каротиноидов являются 6, каротины и ликопин. Они очень хорошо растворимы в углеводородах и все имеют эмпирическую формулу СН. Самым распространенным каротином в растительном мире является каротин. Его моледула содержит II двойных конъюгированных связей, две из которых входят в иононовые кольца в положении 56 и 5 6 рис. З. Каротин рис. В молекуле этого пигмента двойная связь в одном иононовом кольце смещена в положение 45 обиононовое кольцо кольцо с двойной связью в положении 56 называется иононом и поэтогду неконыогирована с остальными двойными связями. В молекуле каротина имеется лишь одно иононовое кольцо, вместо второго кольца группировка псевдоионона рис. Этот каротин содержится, главным образом, в зеленых серных бактериях. Ликопин относится к соединениям с открытой углеводородной цепью рис. Рис. Рис. Ксантофиллы, благодаря наличию в их молекулах всевозможных кислородсодержащих группировок ОН, ОСНд, ОСОСНд, СОС, СООН, С0, представляют собой гораздо более разнообразную группу каротиноидов по сравнению с каротинами. Наиболее распространенным ксантофиллом зеленых растений является лютеин, в молекуле которого содержится по одной гидроксильной группе в каждом иононовом кольце в положении 3,3, одно из которых р , а другое ионон рис. Зеаксантин изомер лютеина и отличается от последнего наличием двух В растениях содержится в небольших количествах. Виолаксантин рис. В молекуле виолаксантина содержится 4 атома кислорода, два из них входят в состав эпоксидных групп в положении 56 и 6, а другие две в гидроксильные группы в положении 3,3. Антераксантин по химическому строению занимает промежуточное положение между виолаксантином и лютеином. В его молекуле имеется одна эпокси в положении и две гидроксильные группы в положении 3,3 рис. Высоким содержанием этого пигмента отличаются эвглена и родственные ей фотосинтезирующие организмы. В пластидах высших растений антераксантин встречается в небольших количествах. Еще одним из широко распространенных представителей ксантофиллов высших растений является неоксантин рис. II. Этот пигмент также как и фукоксантин рис. Рис. СН. Рис. Рис. Рис. К ксантофиллам с алленовой структурой принадлежит также перидинин рис. Фотосинтезирующие пурпурные несерные бактерии содержат ксантофиллы с открытой цепью. Одним из представителей таких каротиноидов является сфероидны рис. i. В целом, в природе обнаружено около 0 различных представителей класса каротиноидов. Важной характеристикой каротиноидов служат спектры поглощения, положение спектральных полос в которых является функцией количества конъюгированных двойных связей 8. Каррер и Джакер 1, изучая связь между изменения ионон максимум перемещается на 9II нм в коротковолновую сторону.