Excited-State Properties of Protochlorophyllide Analogues and Implications for Light-Driven Synthesis of Chlorophyll.
Excited-State Properties of Protochlorophyllide Analogues and Implications for Light-Driven Synthesis of Chlorophyll.
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原叶绿素类似物的激发态性质及其对光驱动叶绿素合成的影响。
DOI：
10.1021/acs.jpcb.7b00528
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Heyes DJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Heyes DJ
原叶绿素（Pchlide）是叶绿素生物合成的中间体，是光驱动酶原叶绿素氧化还原酶的底物。Pchlide具有激发态性质，使其能够在酶活性位点引发光化学反应，这涉及通过连续的氢化物和质子转移还原Pchlide。这种光化学行为的基础已在这里使用的时间分辨光谱和密度泛函理论计算的一些Pchlide类似物的各种取代基的修改相结合的研究。环E上的酮基对于分子中的激发态电荷分离是必不可少的，这是颜料的光反应性的驱动力。振动“指纹”的特定区域的Pchlide发色团已被分配，允许识别的模式，是至关重要的激发态化学的酶。这项工作提供了对Pchlide的结构决定因素的理解，这些决定因素对于利用光能很重要。
Protochlorophyllide (Pchlide), an intermediate in the biosynthesis of chlorophyll, is the substrate for the light-driven enzyme protochlorophyllide oxidoreductase. Pchlide has excited-state properties that allow it to initiate photochemistry in the enzyme active site, which involves reduction of Pchlide by sequential hydride and proton transfer. The basis of this photochemical behavior has been investigated here using a combination of time-resolved spectroscopies and density functional theory calculations of a number of Pchlide analogues with modifications to various substituent groups. A keto group on ring E is essential for excited-state charge separation in the molecule, which is the driving force for the photoreactivity of the pigment. Vibrational “fingerprints” of specific regions of the Pchlide chromophore have been assigned, allowing identification of the modes that are crucial for excited-state chemistry in the enzyme. This work provides an understanding of the structural determinants of Pchlide that are important for harnessing light energy.
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