Biochemiczne i fizjologiczne aspekty rozkładu barwników chlorofilowych

Abstrakt

Procesowi starzenia się liści i dojrzewania owoców towarzyszy rozkład chlorofilu do niefluorescencyjnych katabolitów (NCC). Ścieżkę rozpadu rozpoczynają reakcje redukcji w chloroplaście, w wyniku których cząsteczki chlorofilu b przekształcane są do chlorofilu a. Następnie, specyficzna dechelataza i esteraza usuwają atom magnezu i łańcuch fitolu w wyniku czego powstaje feoforbid a. W kolejnym etapie oksygenaza feoforbidu a oraz reduktaza czerwonego katabolitu dokonują otwarcia makropierścienia porfirynowego. Produktem tej przemiany jest wczesny fluorescencyjny katabolit (pFCC), który po hydroksylacji i innych specyficznych dla gatunku modyfikacjach trafia do wakuoli. W kwaśnym pH we wnętrzu tego organellum zachodzi izomeryzacja pFCC do bezbarwnych NCC, końcowych produktów rozkładu chlorofilu u roślin wyższych. Brak jest nadal odpowiedzi na szereg pytań dotyczących losów i znaczenia milionów ton produktów rozpadu chlorofilu, corocznie uwalnianych w środowisku wodnym w wyniku obumierania komórek fitoplanktonu. Nieliczne doniesienia wskazują, że glony i cyjanobakterie mogą metabolizować swoje kluczowe barwniki fotosyntetyczne w podobny sposób do roślin wyższych, jednak do tej pory dokładny przebieg rozkładu chlorofilu u tych organizmów nie został poznany.