Understanding chlorophylls: Central magnesiumion and phytyl as structural determinants

Fytoli, C-173-propionaatin esteröivä C20-alkoholi, ja keskusonteloon kelatoitunut Mg2+-ioni ovat klorofyllien konservatiivisia rakenneosia. Arvioidaksemme niiden molekyylinsisäisiä rakenteellisia vaikutuksia valmistimme sarjan bakteeriklorofylli a:n metalli- ja fytyylivapaita johdannaisia ja käytimme niitä malliklorofylleinä. Mallipigmenttien yksityiskohtainen spektroskooppinen tutkimus paljastaa merkityksellisiä eroja fytyloitujen ja fytyloimattomien pigmenttien spektriominaisuuksissa. Niiden analyysi solvatokromismin ja aksiaalikoordinaation kannalta osoittaa, miten keskeinen Mg- ja fytyylijäämä muokkaavat pigmentin ominaisuuksia. Yllättäen keskeisen Mg:n läsnäolo tai puuttuminen ei vaikuta (bakteeri)klorofyllin π-elektronijärjestelmän solvatokromismiin, eikä fytyylin hydrofobisuus vaikuta kromofoorin ensimmäiseen solvaatiokuoreen. Molemmat jäännökset vaikuttavat kuitenkin merkittävästi pigmentin makrosyklin konformaatioon, ja kumman tahansa jäännöksen poistaminen lisää makrosyklin joustavuutta. Mg:n kelaatilla on makrosykliä litistävä vaikutus, kun taas tilaa vievä fytyylijäännös näyttää kontrolloivan kromoforin konformaatiota steristen vuorovaikutusten kautta rengas V:n ja sen substituenttien kanssa. Bakteeriklorofylliidin (vapaa happo) spektroskooppisten ominaisuuksien analyysi osoittaa, että C-173-propionaatin esteröinti on välttämätöntä klorofylleissä, koska karboksyyliryhmä voi toimia keskeisen Mg:n voimakkaana kelaattorina. Nämä havainnot viittaavat siihen, että teoreettisissa tutkimuksissa käytetyt typistetyt klorofyllit eivät sovellu natiivien kromoforien malleiksi, varsinkaan kun halutaan mallintaa hienovaikutuksia.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.