Understanding chlorophylls: Central magnesium ion and phytyl as structural determinants

Phytol, een C20 alcohol esterifying the C-173 propionate, en Mg2+ ion chelated in the central cavity, are conservative structural constituents of chlorophylls. Om hun intramoleculaire structurele effecten te evalueren hebben wij een serie metaal- en fytylvrije derivaten van bacteriochlorofyl a bereid en deze als modelchlorofyls toegepast. Een gedetailleerde spectroscopische studie van de modelpigmenten onthult betekenisvolle verschillen in de spectrale kenmerken van de gefytyleerde en niet-gefytyleerde pigmenten. Hun analyse in termen van solvatochromisme en axiale coördinatie laat zien hoe het centrale Mg- en fytylresidu de eigenschappen van het pigment bepalen. Verrassend genoeg heeft de aan-/afwezigheid van het centrale Mg geen effect op het solvatochromisme van het (bacterio)chlorofyl π-elektronensysteem en interfereert de hydrofobiciteit van fytyl niet met de eerste solvatieschil van de chromofoor. Beide residuen hebben echter een aanzienlijke invloed op de conformatie van de pigment macrocyclus en de verwijdering van een van beide residuen verhoogt de flexibiliteit van de macrocyclus. De chelatie van Mg heeft een afvlakkend effect op de macrocyclus, terwijl het volumineuze fytylresidu de conformatie van de chromofoor lijkt te controleren via sterische interacties met ring V en zijn substituenten. De analyse van de spectroscopische eigenschappen van bacteriochlorofylide (vrij zuur) toont aan dat verestering van het propionaat C-173 noodzakelijk is in chlorofyllen omdat de carboxylgroep als een sterke chelator van het centrale Mg kan fungeren. Deze waarnemingen impliceren dat de afgeknotte chlorofylen die in theoretische studies worden gebruikt, niet geschikt zijn als model van inheemse chromoforen, vooral wanneer fijne effecten moeten worden gemodelleerd.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.