ما هو الكلوروفيل في النبات

نعلم جميعًا أن تناول الخضر مفيد لك ولكن ماذا لو استطاع المرء استخلاص اللون الأخضر وتناوله كمكمل؟ وقد شهد الاتجاه الأخير المزيد من الناس يفعلون ذلك بالضبط، ويعد الكلوروفيل هو المادة التي تعطي النباتات لونها الأخضر وأصبحت مكملات الكلوروفيل في شكل سائل أو أقراص شائعة، والكلوروفيل هو أحد مضادات الأكسدة التي يمكن أن تعزز صحة المرء، وهو اسم الصباغ الأخضر الذي تستخدمه النباتات لصنع الطعام أثناء عملية تسمى التمثيل الضوئي.

دراسة مادة الكلوروفيل

تم دراسة وفصل الكلوروفيل لأول مرة وتسميته من قبل جوزيف بينايم كافينتو وبيير جوزيف بيليتيير في عام 1817، وتم العثور على وجود المغنيسيوم في الكلوروفيل في عام 1906 وكان هذا المكون هو المكان الأكثر تميزًا في الأنسجة الحية، وبعد بدء العمل الذي قام به الخبير العلمي الألماني ريتشارد ويلستاتر منتشرًا تم توضيح التصميم العام للكلوروفيل (A) من قبل هانز فيشر، وعندما كان الجزء الأكبر من الكيمياء الفراغية للكلوروفيل (A) معروفًا قام روبرت بيرنز وود بتوزيع توليفة كاملة من الجسيم.

تم الانتهاء من التفسير الكيميائي الفراغي النهائي بواسطة إيان فليمنج، ثم قام وودوارد والمبدعون المشاركون بتوزيع مزيج متجدد، وتم الإبلاغ عن أنّ الكلوروفيل (F) متاح في البكتيريا الزرقاء والكائنات الدقيقة الأكسجينية الأخرى التي تبني الاستروماتوليتس (stromatolites)، وهي وصفة شبه ذرية من (C55H70O6N4Mg) وبناء 2-فورميل (2-formyl) وتم الانتهاء من الكلوروفيل (A) في ضوء الرنين المغناطيسي النووي والأطياف البصرية والكتلة.

أصباغ الكلوروفيل

الكلوروفيل هو لون أخضر يتم تعقبه في النباتات، وتتضمن مصادر الغذاء الخضروات الخضراء وعشبة القمح والشاي الأخضر ونبات البطاطس وبعض النباتات الخضراء والتوابل، وفي المكملات الغذائية تشتمل مصادر الكلوروفيل الطبيعية على القش والنمو الأخضر وفضلات دودة القز، ومهما كان الأمر فإنّ العديد من مكملات الكلوروفيل تحتوي حقًا على الكلوروفيللين وهو مركب ينتج باستخدام الكلوروفيل، ولا توجد بيانات كافية يمكن الوصول إليها لمعرفة كيفية عمل الكلوروفيل.

الكلوروفيل هو المركب الطبيعي الموجود في النباتات الخضراء الذي يمنحها تنوعها، ويساعد النباتات في الاحتفاظ بالطاقة من الشمس أثناء خضوعها لعملية التمثيل الضوئي، ويتوفر هذا المكمل في الخضار الخضراء وأنواع أخرى من الأطعمة النباتية على غرار النمو الأخضر، وكلما كانت الخضار أكثر اخضرارًا زاد محتواها من الكلوروفيل، وتحتوي النباتات على نوعين من الكلوروفيل وهما:

1- الكلوروفيل (A).

2- الكلوروفيل (B).

حيث تحتوي جميع النباتات على هاتين الصنفين، وكلاهما عبارة عن مخاليط مذيبات دهنية لها خصائص تقوية الخلايا.

هيكل الكلوروفيل

عدد قليل من الكلوروفيل معروف حيث تتميز جميعها بأنّها شركات تابعة للكلورين الأم من خلال وجود حلقة خامسة تحتوي على الكيتون بعد الحلقات الأربعة الشبيهة بالبيرول، ويُطلق على معظم الكلوروفيل اسم الكلورين وهي عبارة عن أفراد أسرة متناقصة من البورفيرينات (يتم تعقبها في الهيموجلوبين).

كما يشتركون في مسار تخليقي حيوي نموذجي مع البورفيرينات بما في ذلك موشر (uroporphyrinogen III)، وليس مثل الهيمات الذي يحتوي على الحديد المرتبط بتركيز (N4) فإنّ معظم الكلوروفيل يربط المغنيسيوم، وكثيرًا ما يتم تجاهل الروابط المحورية المرتبطة بتركيز (+Mg2) من أجل الوضوح، وملحقة بحلقة الكلورين سلاسل جانبية مختلفة كقاعدة عامة تتضمن سلسلةفيتيل (phytyl) طويلة (C20H39O)، والهيكل الأكثر شيوعًا في النباتات الأرضية هو الكلوروفيل (A).

الفرق الرئيسي بين الكلوروفيل (A) والكلوروفيل (B) هو أنّ السابق يحتوي على مجموعة ميثيل بينما الخيار الأخير يحتوي على مجموعة فورميل، ويؤدي هذا التمييز إلى تباين واسع في نطاق الاحتفاظ مما يسمح للنباتات بالاحتفاظ بجزء أكثر بروزًا من الضوء الملحوظ.

تخليق الكلوروفيل

يتم تصنيع الكلوروفيل داخل البلاستيدات الخضراء من سلف غزير من الجلوتامات الأمينية المسببة للتآكل، فمن الغلوتامات إلى رباعي بيرول بروتوبرفيرين (IX) حيث يتفرع المسار بين الكلوروفيل والهيم، وتحدث الاستجابات في سدى أو لحمة البلاستيد ويتم تحفيزها بواسطة بروتينات قابلة للذوبان، ويتحرك الخيار الأخير نحو الكلوروفيل، ففي البداية يتم تضمين جسيم المغنيسيوم البؤري والذي يحدث مع الصروح الكيميائية التي لا شك فيها إلى حد ما بينما ربما لا تكون مقيدة تمامًا على الأغشية.

كما إنّ كلاتاز المغنيسيوم وهو المركب الحيوي في هذا المسار يعد عبارة عن مركب من البروتينات التي تتضمن وحدات فرعية مذيبة ومرتبطة بالطبقة، وتحدث الاستجابات الناتجة بشكل أساسي على الطبقات وتتضمن تعديل التجمعات الأساسية على حافة الجسيم، ويتم تقليل السلف قبل الأخير للكلوروفيل البروتوكلوروفيليد بواسطة (NADPH) إلى الكلوروفيل في الاستجابة الرئيسية في المسار الذي يتطلب الضوء.

هذه الاستجابة التي يتم تحفيزها في كاسيات البذور بواسطة (NADPH) التابع للضوء: حيث بروتوكلوروفيليد أوكسيريدوكتاز (protochlorophyllide oxidoreductase) يغير بشكل حاسم خاصية الذرة ويسمح لكلوروفيليد العنصر وعناصره المؤسترة الكلوروفيل بالتواصل مع البروتينات، وتصبح هذه الصروح المكونة من بروتين الكلوروفيل بمثابة كتل هيكلية لمانع التمثيل الضوئي.

تتم إدارة مسار التخليق الحيوي بحزم لا سيما في الاستجابات الرئيسية التي تخلق كل من: مادة الأمينوليفيولينيك (5-aminolevulinic) المتأكلة، والمغنيسيوم-بروتوبورفيرين التاسع (magnesium-protoporphyrin IX) والكلوروفيل (chlorophyllide)، ويتم التحكم في التعبير عن الصفات التي تشفر المواد الكيميائية الأساسية بشكل عام خاصة عن طريق الضوء كما يتم توجيه تمارين المركبات بشكل إضافي من خلال النتائج النهائية في عائق النقد العادي.

أنواع الكلوروفيل

1- الكلوروفيل (A): يتم تعقب هذا اللون في كل نبات أعلى، كما إنّه الظل الأساسي المستخدم في عملية التمثيل الضوئي أو عملية البناء الضوئي، وتظهر بعض النباتات الخضراء والبكتيريا الزرقاء والصور الضوئية اللاهوائية بالمثل وجود الكلوروفيل (A)، ولديها مجالات قوة خطيرة للابتلاع، كما إنّه يحتفظ بالضوء البنفسجي والأزرق وكذلك البرتقالي والأحمر ويعكس الضوء الأزرق والأخضر.

2- الكلوروفيل (B): يوجد هذا النوع من الكلوروفيل في النباتات الخضراء، ويعد اللون المكشكش يساعد الكلوروفيل (A)، ويمتص هذا الظل عمومًا الضوء البرتقالي والأحمر ويعكس نغمة الأصفر والأخضر، وتحتوي حلقة الكلور لهذا الكلوروفيل على (CHO)، بينما تحتوي حلقة الكلور في الكلوروفيل (A) على (CH3).

3- الكلوروفيل (C): يوجد هذا اللون بشكل أساسي في النمو الأخضر البحري، ويظهر النمو الأخضر الترابي الدياتومات، والسوطيات الديناميكية وجود الكلوروفيل (C)، ولون الكلوروفيل المدهش يحتوي على حلقة بورفيرين، ويمكن تصنيف هذا بالإضافة إلى ذلك في الكلوروفيل (c1) والكلوروفيل (c2) والكلوروفيل (c3)، ويتناقض التركيب المركب ومعدل الاستيعاب في كل نوع فرعي.

4- الكلوروفيل (D): يتوفر الكلوروفيل (D) متاح فقط في النمو الأخضر والأحمر والبكتيريا الزرقاء، وتعيش هذه الكيانات العضوية في مياه عميقة وبالتالي تستخدم الضوء الأحمر لعملية التمثيل الضوئي.

5- الكلوروفيل (E): هذا لون غير مألوف ويتم تعقبه في بعض النمو الأخضر اللامع، وتم تمييز الكلوروفيل (E) عن الطحالب الصفراء-الخضراء أو الصفراويات -النمو الأصفر والأخضر- (Xanthophytes).

6- الكلوروفيل (F): تم العثور على هذا اللون مؤخرًا ومعروفًا باحتفاظه بضوء الأشعة تحت الحمراء، كما يمكنه الاحتفاظ بضوء التردد الذي يتجاوز المدى الملحوظ، وقدرته لم يتم فحصها بعد.