Clorofilla

Pigmento verde contenuto nei cloroplasti delle piante e più in generale in tutti gli organismi che compiono la fotosintesi. Fu estratta con alcol nel 1817 da P.-J. Pelletier e J.-B. Caventou. Le c. presiedono ai processi fotosintetici consistenti nel fissaggio dell’anidride carbonica (CO₂) atmosferica mediante l’impiego dell’energia solare. Il primo stadio del processo consiste nell’assorbimento di fotoni da parte della clorofilla. Il suo colore verde e, quindi, la capacità di assorbire le radiazioni comprese nell’intervallo di lunghezze d’onda del visibile, è principalmente dovuto alla presenza nella sua struttura di numerosi doppi legami coniugati.

Le piante superiori contengono c. sotto due forme: la c. a e la c. b. La prima è un complesso magnesio-porfirina in cui quest’ultima differisce dalla protoporfirina IX per la natura e la posizione dei gruppi sostituenti degli anelli pirrolici e per la presenza di un anello fuso di ciclopentanone. I quattro atomi centrali di azoto risultano coordinati da un atomo di magnesio e formano un complesso planare estremamente stabile. La c. a possiede una lunga catena laterale di natura terpenoide che consiste in una molecola esterificata di alcol fitolo e acido propionico, sostituente in posizione 7 del quarto anello pirrolico. Questa lunga molecola apolare è molto importante nella struttura della c. a: il radicale fitolo permette all’intera molecola una corretta orientazione sulla superficie delle lamelle interne dei cloroplasti. Il sistema di anelli componenti la struttura porfirinica possiede 10 doppi legami coniugati alternati a legami semplici; ciò provoca la formazione di una serie di elettroni delocalizzati che partecipano al processo di assorbimento della luce. La biosintesi delle c. avviene a partire da glicina e succinil-CoA attraverso una lunga serie di composti intermedi che conducono alla formazione di una molecola detta protoclorofillide, anch’essa un tetrapirrolo ciclico ma privo della catena laterale fitolica e con due atomi di idrogeno in meno rispetto alla struttura finale; la conversione di questa molecola in clorofillide a avviene mediante processo fotoriduttivo.

La struttura della c. b è molto simile a quella descritta, fatta eccezione per la presenza di un gruppo formilico sul secondo anello pirrolico in sostituzione del corrispondente metile; ciò altera lievemente la disposizione della nube di elettroni delocalizzati, provocando uno spostamento del valore di lunghezza d’onda corrispondente al massimo assorbimento.

Gli spettri di assorbimento dei due tipi di c. sono diversi e complementari rispetto alla luce solare incidente: nelle regioni corrispondenti al rosso e al blu nello spettro visibile, la luce non assorbita dalla c. a, viene catturata dalla c. b. Vi è tuttavia una regione compresa tra 500 e 600 nm nella quale l’assorbimento da parte di entrambe è relativamente debole; questa regione dello spettro è coperta dai pigmenti accessori presenti nei cloroplasti.

Le cellule fotosintetiche produttrici di ossigeno contengono sempre due specie di c. di cui una è sempre la c. a, mentre nelle piante verdi la seconda c. è di tipo b, in rapporto 1:3 rispetto alla c. a, nelle alghe rosse, nelle diatomee e nei dinoflagellati la seconda c. è di tipo c, differente dalla c. b per sostituzione di alcuni radicali. Le cellule fotosintetiche procarioti non produttrici di ossigeno non sono dotate di c. a bensì contengono batterioclorofilla di tipo a e b. La batterioclorofilla a differisce dalla corrispondente c. per la presenza di un gruppo acetile legato al primo anello pirrolico, mentre il secondo anello è ridotto. Tali differenze strutturali sono in parte dovute alla diversa ubicazione della c. all’interno delle cellule, mentre nelle piante superiori essa è localizzata nei cloroplasti, nei batteri fotosintetizzanti è diffusa nel liquido citoplasmatico.

Gli impieghi industriali della c. sono stati molteplici: come colorante nella preparazione di prodotti resinosi o paraffinici, come deodorante nella composizione di preparati igienici, come cicatrizzante batteriostatico nell’industria farmaceutica.

Clorofillasi Enzima idrolitico che agisce sulla c. staccandone il fitolo e mettendo in libertà le clorofillidi.