PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.5. Diệp lục (chlorophyll)
2.5.1. Các loại diệp lục và cấu tạo
Đây là nhóm sắc tố đóng vai trị quan trọng nhất đối với quang hợp. Diệp lục có khả năng hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời và sử dụng nguồn năng lượng đó để tổng hợp chất hữu cơ cho cơ thể. Có bốn loại diệp lục khác nhau và bao gồm diệp lục a, diệp lục b, diệp lục c, diệp lục d. Trong đó, diệp lục a (xanh lục) và diệp lục b (xanh nhạt) là hai loại chủ yếu và được nghiên cứu kỹ hơn.
Winstater (1913) đã xác định được cấu tạo của diệp lục, về cơ bản cấu tạo phân tử diệp lục gần giống nhau và chỉ phân biệt bởi vài nhóm phụ. Cấu tạo phân tử diệp lục gồm 4 vòng Pyrol nối với nhau bằng cầu nối metyl (-CH=) tạo nên vịng Porphyrin khép kín có 10 nối đơi, 4 nguyên tử N của vòng Pyrol liên kết với nhân Mg bằng hai liên kết hóa trị bền và hai liên kết hóa trị linh động dễ thay thế. Bên cạnh 4 vịng Pyrol cịn có vịng phụ thứ 5 ở cạnh vòng thứ 3 là vòng Cyclopentan. Từ nhân Porphyrin nối thêm 2 gốc rượu là metanol (CH3OH) và phytol (C20H39OH) ở vị trí cacbon thứ 7 và thứ 10. Qua công thức cấu tạo của diệp lục cho thấy trong phân tử có nhiều nối đơn và nối đôi xen kẽ nhau, giúp diệp lục có khả năng hấp thu năng lượng ánh sáng và chuyển sang trạng thái bị kích thích. Phân tử diệp lục cấu tạo hình xoắn ốc, phần đầu là acid chlorophylinic có nhóm ceto (=O) quyết định tính ưa nước, phần đi có gốc phytyl và metyl chứa nhóm -CH3 và H quyết định tính ưa mỡ. Ngồi những cấu trúc chung, mỗi
loại diệp lục được đặc trưng bởi những nhóm bên khác nhau. Diệp lục a có cấu trúc đặc trưng như sau:
Một số loại chlorophyll phổ biến
chlorophyll Công thức tổng quát Sai khác với Chl.a
chlorophyll a C55H72O5N4Mg
chlorophyll b C55H70O6N4Mg C3 có -CHO
chlorophyll c C55H70O5N4Mg C4 có -CH=CH2
chlorophyll d C54H70O6N4Mg C2 có -CHO
Pheophytin C55H74O5N4 Khơng có Mg
Về mặt cấu trúc, phân tử chlorophyll rất giống nhóm hemoglobin của máu, chỉ khác là nhân Mg được thay thế bởi nhân Fe. Sắt là chất cần thiết trong quá trình tổng hợp diệp lục, ví dụ, sắt được sử dụng trong hoạt động của enzyme glutamyl-tRNA reductase, một enzyme cần thiết cho sự hình thành axit 5-Aminolevulinic, là tiền thân của heme và chlorophyll. Vì vậy, Khi lá thiếu Mg, N thì sẽ khơng đủ thành phần cấu tạo nên diệp lục và khi thiếu sắt quá trình tổng hợp diệp lục sẽ không sảy ra. Dẫn đến tình trạng lá cây thiếu diệp lục gây ra vàng lá.