Hvordan planter binder deres grønne pigment klorofyl

Klorofyl, det grønne pigment, som planter bruger til at fotosyntese, er bundet til proteiner i kloroplasternes thylakoidmembraner. De proteiner, der binder klorofyl, kaldes klorofylbindende proteiner (CBP'er). CBP'er er integrerede membranproteiner, der spænder over thylakoidmembranen og har et hydrofobt domæne, der interagerer med klorofylmolekylet, og et hydrofilt domæne, der interagerer med det vandige miljø i thylakoidlumen.

Der er to hovedtyper af CBP'er:LHC'er (lys-høstende komplekser) og PSII (fotosystem II) reaktionscenterproteiner. LHC'er er store proteinkomplekser, der indeholder flere klorofylmolekyler og er ansvarlige for at fange lysenergi og overføre den til PSII-reaktionscentret. PSII-reaktionscenterproteiner er mindre proteinkomplekser, der indeholder klorofylmolekylerne, der er direkte involveret i fotosyntesens kemiske reaktioner.

Klorofylmolekylet er en porphyrinring med en magnesiumion i midten. Porphyrinringen er sammensat af fire pyrrolringe, der er forbundet med methinbroer. Magnesiumionen er koordineret til de fire nitrogenatomer i pyrrolringene og til to oxygenatomer fra klorofylmolekylets propionatgrupper.

Klorofylmolekylet er bundet til CBP'erne gennem interaktioner mellem porphyrinringen og de hydrofobe aminosyrerester i CBP'erne. Magnesiumionen er koordineret til de fire nitrogenatomer i pyrrolringene og til to oxygenatomer fra klorofylmolekylets propionatgrupper. Propionatgrupperne interagerer også med de hydrofile aminosyrerester i CBP'erne.

Bindingen af ​​klorofyl til CBP'erne er afgørende for fotosyntesen. CBP'erne giver et stabilt miljø for klorofylmolekylerne og tillader dem at interagere med hinanden og med de andre proteiner i fotosynteseapparatet.