Хлорофил
Хлорофил (от гръцки: χλωρός – „зелен“ и φύλλον – „лист“) е зелен пигмент, открит в голяма част от растенията, някои водорасли и зелени гъби. Съдържа се в хлоропластите при висшите и в хроматофорите при низшите растения. При негово участие се извършва фотосинтезата. Количеството му в листата е от 0,6 до 1,2%. Поглъща слънчева енергия и я трансформира в енергия на химичните връзки в органичните съединения, които се синтезират в процеса на фотосинтезата. По химически състав хлорофилът е от групата на органичните съединения. Има сложен химичен състав – представлява белтък, свързан с магнезий.

Хлорофилът не се разтваря във вода. Свързва се нековалентно с белтъци в пигмент-белтъчни комплекси. Извлича се с помощта на органични разтворители – алкохол, ацетон, бензол, хлороформ.

Хлорофилът поглъща слънчевата енергия най-силно в синята и червената части на видимия спектър. Обратно, в зеления участък на спектъра поглъщането е намалено, а дифузното отражение от стените на клетките е повишено. Затова тъканите, богати на хлорофил, се възприемат от човешкото око като оцветени в зелено. При зелените растения съществуват два типа хлорофил: хлорофил a и хлорофил b.

История 
Хлорофилът е изолиран и наименуван за пръв път от французите Жозеф Биенеме Кавенту и Пиер Жозеф Пелетие през 1817 г. Присъствието на магнезий в хлорофила е открито през 1906 г., което е и първият път, когато магнезий е засечен в жива тъкан.

След първоначална работа, направена от германския химик Рихард Вилщетер в периода от 1905 до 1915 г., общата структура на хлорофил a е изяснена от Ханс Фишер през 1940 г. Към 1960 г., когато по-голямата част от стерохимията на хлорофила a е опозната, Робърт Бърнс Удуърд публикува цял синтез на молекулата. През 1967 г. последните останали стереохимични изяснения са завършени от английския химик Иън Флеминг, а през 1990 г. Удуард и екип публикуван обновен синтез. През 2010 г. е обявено, че хлорофил f присъства в цианобактерии и други аеробни микроорганизми, които образуват строматолити. Дедуцирани са молекулната формула C55H70O6N4Mg и структурата (2-формил)-хлорофил a.

Фотосинтеза 

Хлорофилът е жизненоважен за фотосинтезата, която позволява на растенията да приемат енергия от светлината.

Хлорофилните молекули се подреждат във и около фотосистеми, които са вградени в тилакоидните мембрани на хлоропластите. В тези комплекси хлорофилът служи за три функции. Функцията на по-голямата част от хлорофила (до няколкостотин молекули на фотосистема) е да абсорбира светлина. Правейки това, същите центрове извършват втора функция – да преобразуват светлинната енергия чрез резонантен енергиен трансфер към определена хлорофилна двойка в реакционния център на фотосистемите. Тази двойка влияе върху крайната функция на хлорофила – разделяне на зарядите, водейки до биосинтеза. Идентичността, функцията и спектралните свойства на видовете хлорофил във всяка фотосистема са различни, както е различна и протеиновата структура около тях. Веднъж извлечени от протеина в разтворител (като например ацетон или метанол), тези хлорофилни пигменти могат да се разделят на хлорофил a и хлорофил b.

Функцията на реакционния център на хлорофила е да абсорбира светлинна енергия и да я прехвърли към други части на фотосистемата. Приетата енергия на фотона се преобразува на електрон в процес, наречен разделяне на заряда. Премахването на електрон от хлорофила е оксидираща реакция. Хлорофилът дава високоенергийния електрон на ред молекулни посредници, което се нарича електрон-транспортна верига. Зареденият реакционен център на хлорофила (P680+) тогава се редуцира към базовото си ниво като приема електрон от вода. Електронът, който редуцира P680+, накрая идва от оксидацията на вода в O2 и H+ чрез няколко посредници. Тази реакция обяснява как фотосинтезиращи организми като растенията произвеждат O2 и са източник на практически всичкия кислород в земната атмосфера.

Потокът от електрони, произведен от реакционния център, се използва за изпомпване на H+ йони през тилакоидната мембрана, установявайки хемиосмотичен потенциал, използван основно при произвеждането на АТФ (съхраняване на химична енергия) или за да редуцира НАДФ+ до НАДФ. НАДФ е универсален агент, използван за редуцирането на CO2 до захари.

Хлорофил-протеиновите комплекси на реакционните центрове са способни директно да абсорбират светлина и да изпълняват разделяне на заряди без помощта на други хлорофилни пигменти, но вероятността това да се случи при даден интензитет на светлината е малка. Следователно с другите хлорофили във фотосистемата всички кооперативно абсорбират и насочват светлинна енергия към реакционния център. Освен хлорофил a, съществуват и други спомагателни пигменти.

Химична структура

Кулинарна употреба 
Хлорофилът е регистриран като хранителна добавка (оцветител) и Е-номер е Е140. Готвачите използват хлорофил, за да оцветяват различни храни или напитки в зелено, като например паста и абсент. Хлорофилът е неразтворим във вода и затова първо се смесва с малко количество растителна мазнина, за да се получи желания разтвор.

Източници 

Тетрапироли
Органомагнезиеви съединения
Фотосинтеза