叶绿素 （源自希腊语 χλωρός，chlōrós - “浅绿色，新鲜”和 φύλλον，phýllon - “叶子”）或叶子绿色 指生物体进行光合作用产生的一类天然色素。特别是植物从叶绿素分子中获得绿色。
植物、藻类和蓝藻具有不同类型的叶绿素，不同的光合细菌具有不同类型的细菌叶绿素 .
结构和性质
在化学上，叶绿素是以镁离子为中心离子的有机络合物（基于氯）。有机部分充当螯合物的四齿配体。含叶绿素a 分子的链部分是植物醇的酯化形式。
血红素是血液色素（血红蛋白）、肌红蛋白和细胞色素的一部分，具有非常相似的结构，铁而不是镁是血红素的中心原子。
叶绿素极易溶于乙醇、丙酮等性质相近的溶剂。
<表格><标题>光谱特性
叶绿素溶解在溶剂中的吸收光谱总是有两个不同的吸收最大值，一个在 600 到 800 nm 之间，记为 Qy 波段和一个约 400 nm 的称为 Soret 波段。右图显示了叶绿素 a 的这些吸收最大值 和 b .此外，还有 Qx - 580 nm 附近垂直于 Qy 的波段 被极化并且通常被非常微弱地吸收。对于叶绿素 a 叶绿素 b 在图中仍然可以看到 她消失在地下。
从图中的光谱很容易理解为什么叶子 - 这些含有叶绿素 a 和 b – 是绿色的。它们一起吸收叶绿素 a 和 b 主要在蓝色光谱范围（400-500 nm）和红色光谱范围（600-700 nm）。另一方面，绿色区域没有吸收，所以绿色光被散射，使叶子呈现绿色。
吸收取决于溶剂，因此吸收最大值的位置可以改变几纳米，具体取决于溶剂的类型。叶绿素的自然环境，即蛋白质环境，情况有所不同。这里吸收最大值的位置取决于两个因素：（1）取决于周围氨基酸的部分电荷和叶绿素分子侧基的弯曲，吸收最大值可以位于非常不同的波长处。 (2) 在蛋白质中，叶绿素彼此非常接近，因此它们相互作用（偶极-偶极相互作用；在很小的距离处也发生相互作用）。这种相互作用导致能量水平的降低，从而导致吸收最大值的红移。这在紫色细菌的天线复合体 LH2 的例子中表现得尤为突出。 LH2复合物由两组排列成环状的细菌叶绿素分子组成（见左图）。顶环 (B850) 包含 18 个 BChl a - 彼此之间距离非常小的分子，即强耦合。下环 (B800) 由 9 个 BChl a 组成 -分子相距更远，因此耦合更弱。
由于强耦合，BChl a 的吸收 在 B850 环中变为红色。吸收带在 850 nm。弱耦合的 BChl a 另一方面，B800 环在 800 nm 处吸收，与溶解在溶剂中的 BChl a 的吸收范围大致相同 -分子。在 LH2 复合物的吸收光谱（右图）中，吸收带为 B800 和 B850 BChl a -分子明显分离。此外，还显示了源自类胡萝卜素分子的条带；这些条带未绘制在结构中。
类型
有不同类型的叶绿素，它们在卟啉的侧基上有所不同。它们具有不同的吸收光谱，存在于不同的光养生物中：
<表格><标题>在光合作用中的重要性
叶绿素在光合作用中具有多种作用。到目前为止，最大的部分用于光吸收和吸收能量的传输。为此，叶绿素分子被组织成捕光复合物，这些复合物的排列方式一方面形成了最大可能的吸收表面，另一方面形成了一个高能漏斗，将吸收的能量引导到所谓的反应中心。在反应中心，两个叶绿素充当这种能量的受体。它们以一种特殊的方式排列，它们的激发导致电荷分离，这可以看作是实际光合作用的第一步。这对叶绿素称为特殊对 调用。
在非常不同的光合生物中，捕光复合物的结构存在许多差异，但反应中心的结构总是几乎相同。 特殊的一对 在植物、藻类和蓝藻中总是被叶绿素 a 取代 , 由细菌中的各种细菌叶绿素形成。
历史
Richard Willstätter 是第一个研究叶绿素化学结构的人。化学家 Hans Fischer 在 1930 年代恢复了 Willstätter 的研究，并在 1940 年阐明了分子的结构。 1960年罗伯特·伍德沃德的叶绿素合成证实了费舍尔的研究。
其他
叶绿素的一个重要特性是叶绿素荧光。主要用于测定叶绿素含量及其活性以及其他科学分析。
作为食品添加剂，叶绿素的标识号为E 140。
参考资料
- ↑ Hugo Scheer（编辑）：叶绿素。 CRC 出版社，1991 年。ISBN 0-8493-6842-1
参考文献
- Jeremy M. Berg、John L. Tymoczko、Lubert Stryer：生物化学 .第 6 版。 Elsevier Spektrum Akademischer Verlag GmbH，海德堡 2007，ISBN 978-3-8274-1800-5
- 采光综合体
