1. 清新电源首页
  2. 学术动态
  3. 博采百家
  4. AdvancedScienceNews

秋叶的光敏开关

秋叶的光敏开关


秋叶的光敏开关


Phyllobilins——叶绿素的分解产物

树木在冬天失去树叶之前,在明亮的秋天为我们展示了红色,橙色和黄色。这是由于使叶子显绿色的化合物的分解:叶绿素。在分解产物中,黄色的phyllobilins,具有不寻常的化学性质。正如奥地利科学家在Angewandte Chemie杂志上报道的,这些化合物作为分子“开关”,在不同的环境下被光照所触发。


夏天,绿叶利用叶绿素将光能转化为化学能。在冬季失去树叶之前,树木会回收重要的营养成分,比如氮和矿物质。“在这个过程中释放的叶绿素必须被分解,因为当它处于自由状态被光照射时,对树有破坏性的影响,”Bernhard Kräutler解释说。 “据推测,叶绿素分解产物也起着生理作用。”


秋叶的光敏开关


黄色叶绿素是环境响应的光敏开关


叶绿素的分解导致phyllobilins的生成。大多数phyllobilins是无色的,但在叶子中也有黄色的,称为phylloxanthobilins。和Kräutler一起,奥地利因斯布鲁克和格拉茨大学以及美国纽约哥伦比亚大学的研究人员已经证明,这些化合物(光敏开关)是能够对光起反应的独特的四级“开关”。分子环境决定了化合物使用哪种“开关机制”。


在极性介质中,例如细胞内的水环境中,phylloxanthobilins被发现是简单分子。当用光照射时,它们在具有略微不同的空间结构的两种形式(一个双键的Z / E异构化)之间可逆地转换。这类似于重要的植物光敏开关。在非极性介质中,比如在细胞膜系统中,Z-异构体通过氢键配对保持在一起。光能导致两个配对分子之间的环加成反应,配对分子通过碳四元环结合在一起成为二聚体。略微加热可以逆转这个过程。


“通过使用X射线晶体学分析,我们能够确定phylloxanthobilins的精确的空间排列(立体结构)和它们在结晶时的氢键结构,”Kräutler报道说。 “这些物质的化学性质还显示phyllobilins可能对于植物的光调节有重要的,未知的生理作用。我们的新发现将有助于阐明这一作用。


相关工作发表在Angewandte Chemie Int. Ed.上,原文链接如下,或直接点击最下方阅读原文

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201609481/full

作者:Chengjie Li, Klaus Wurst, Steffen Jockusch, Karl Gruber, Maren Podewitz, Klaus R. Liedl, Bernhard Kräutler


互动关注

Wiley Advanced Science News官方微信平台

如希望发表科研新闻或申请信息分享,请联系:ASNChina@wiley.com

关注方式:微信右上角添加朋友—公众号—搜索“AdvancedScienceNews”或下方长按识别二维码。秋叶的光敏开关秋叶的光敏开关

秋叶的光敏开关

点击“阅读原文”


本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

发表评论

登录后才能评论