Chlorophyll

Das Chlorophyll (von altgriechisch χλωρός, chlorós - hellgrün, frisch und φύλλον, phýllon - das Blatt) bezeichnet diejenigen Farbstoffe, durch die Pflanzen ihre grüne Farbe erlangen und mit denen sie bei der Photosynthese Lichtenergie in eine für sie nutzbare Form umwandeln. Chlorophylle bestehen aus zwei Teilen: Einem unpolaren Teil, mit dem das Chlorophyll in der Membran der Chloroplasten (genauer: in der Thylakoid Membran) verankert ist, und einem komplexen polaren Teil, der für die Farbe verantwortlich ist. Der polare Teil ist planar und besteht aus einem Porphyrin-Ring mit Seitengruppen und einem Magnesium als Zentralatom (siehe dazu Komplexchemie). Es handelt sich dabei um ein System aus konjugierten Doppelbindungen, das Lichtquanten einfängt und dann Elektronen auf niedrigem Redoxpotential abgeben kann.

Es gibt verschiedene Typen von Chlorophyll, die sich in den Seitengruppen des Porphyrins unterscheiden. Sie besitzen verschiedene Absorptionsspektren und kommen bei verschiedenen phototrophen Organismen vor:

Chlorophyll a blaugrün, bei Cyanobakterien, allen phototrophen Eukaryoten
Chlorophyll b grün, bei Grünalgen (Chorophyta), Euglenophyta und allen Landpflanzen
Chlorophyll c gelbgrün, ersetzt Chlorophyll b bei Braunalgen (Phaeophyta), Kieselalgen (Bacillariophyta), Goldalgen (Chrysophyta), Gelbgrüne Algen (Xanthophyceae) , Haptophyta, Dinophyceae
Chlorophyll d ersetzt Chlorophyll b bei Rotalgen (Rhodophyta)
Bacteriochlorophyll a bei Schwefelpurpurbakterien (Chromatiaceae)
Bacteriochlorophyll b bei Schwefelpurpurbakterien (Chromatiaceae)
Bacteriochlorophyll c bei Grüne Schwefelbakterien (Chlorobiaceae)
Bacteriochlorophyll cs bei Grüne Nichtschwefel-Bakterien (Chloroflexaceae)
Bacteriochlorophyll d bei Grüne Schwefelbakterien (Chlorobiaceae)
Bacteriochlorophyll e bei Grüne Schwefelbakterien (Chlorobiaceae)
Bacteriochlorophyll g bei Heliobacteria

Chlorophyl_a.png

Chemisch gesehen sind die Chlorophylle organische Komplexe (basierend auf Porphyrin) mit einem Mg²⁺-Ion als Zentralion. Der organische Teil wirkt als vierzähniger Ligand des Chelatkomplexes. Eine sehr ähnliche Struktur besitzen die Häme, die Bestandteil des Blutfarbstoffs (Hämoglobin), des Myoglobins und der Cytochrome sind, wobei in den Hämen Eisen statt Magnesium das Zentralatom ist. Beim Chlorophyll a ist der kettenförmige Teil des Moleküls eine veresterte Form des Phytols.

Bei Grünalgen und Landpflanzen wird für die Photosynthese die Lichtenergie in zwei gekoppelten Chlorophyll a-Molekülen, dem aktiven Zentrum, aufgefangen und auf ein Elektron übertragen, das daraufhin eine Elektronentransportkette durchläuft. Das Chlorophyll b fungiert hauptsächlich als Lichtsammelpigment, das die Energie eingefangener Lichtquanten an das aktive Zentrum weiterleitet.

Eine wichtige Eigenschaft des Chlorophylls ist die sog. Chlorophyll-Fluoreszenz. Sie wird vor allem zum Bestimmen des Chlorophyllgehalts und dessen Aktivität sowie für andere wissenschaftliche Analysen genutzt.

Chlorophyll wird in der Technik der Photozellen als Bestandteil der Grätzel-Zelle genutzt, um mittels Photovoltaik die Energie des Sonnenlichts in elektrische Energie zu wandeln.

Chlorophyll ist gut löslich in Ethanol, Aceton und anderen Lösungsmitteln mit ähnlichen Eigenschaften.

Als Lebensmittelzusatzstoff erhält Chlorophyll die Kennnummer E 140.

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