Klorofyllsyntes

Klorofyllsyntes är den biokemiska processen där växter, alger och vissa bakterier producerar klorofyll, det gröna pigmentet som fångar ljus i fotosyntesen. Syntesen sker huvudsakligen i kloroplaster hos gröna växter och i andra plastider hos alger och cyanobakterier, och den är kopplad till porfyrin- och terpenernas biosyntes som ger klorofyll a och bj. Syntesen är nära sammanlänkad med cellens allmänna utveckling och regleras av ljus, näring och plastidens status.

Den övergripande vägen följer i huvudsak C5-vägen där δ-aminolevulinsyra bildas i plastiderna från glutamat via glutamyl-tRNA-reduktas. Fyra ALA-molekyler kondenseras till porphobilinogen, som genom flera enzymatiska steg byggs vidare till protoporfyrin IX. Här kan den gå två vägar: järninläggning ger heme medan magnesiuminläggning ger Mg-protoporfyrin IX, vilket startar klorofyllgrenen. Mg-protoporfyrin IX genomgår sedan en serie modifieringar, inklusive metylering och cyklisering, till protochlorophyllide.

Protochlorophyllide reduceras i ljusberoende reaktionen av protochlorophyllide oxidoreductase till chlorophyllide. Chlorophyllide esterifieras med en fytolgrupp av chlorophyllsynthase för att bilda klorofyll a; en parallell väg via chlorophyllide oxygenase bildar chlorophyllide b och därefter klorofyll b efter fytolestering. Syntesen sker i plastider och kräver cofaktorer såsom Mg2+ och NADPH.

Reglering: Ljuset spelar en särskild roll i de sista stegen, och plastidens utveckling samt tillgången på Mg och järn påverkar hastigheten. Förändringar i syntesen kan leda till avvikande klorofyllinnehåll eller fototoxiska effekter i växtvävnad.