Porphyrine sind, chemisch gesehen, Tetrapyrrole, die in ihrem Zentrum Metallionen tragen können. So enthalten die Hämgruppen der Cytochrome und Globine Eisen und das Chlorophyll Magnesium. Die Beteiligung der ersten an Redoxreaktionen hatten wir bereits besprochen, die Würdigung der zentralen Rolle des Chlorophylls bei der Photosynthese folgt noch.
Ausgangsprodukte der Biosynthese von Tetrapyrrol können alpha-Ketoglutarat und Succinyl-CoA sein. Das Kondensationsprodukt ist stets die delta -Aminolaevulinsäure, die unter Zyklisierung, Protonen- und Wasserabspaltung in Porphobilinogen übergeht.
Vier solcher Einheiten bilden durch Zusammenlagerung das Porphyrinskelett. Die Metallioneneinlagerung folgt anschließend, ebenso wie die Modifikation einzelner Seitenketten. So wird z.B. an einen der Porphyrinringe des Chlorophylls ein langkettiger Alkohol ( Phytol) gebunden
In Chloroplasten beginnt die Synthese mit der Glutaminsäure, über die nachfolgend gezeigten Stufen entsteht die delta -Aminolaevulinsäure.
Biologische Bedeutung erhalten die Porphyrine als Kofaktoren nach Bindung an Proteine. Ihre Biosynthesen werden durch zahlreiche externe Faktoren gesteuert. Je nach Art, findet sie in unterschiedlichen Kompartimenten statt. Die für die Cytochrome benötigten Hämgruppen entstehen, entsprechend ihrem späteren Wirkungsort, in den Mitochondrien oder in den Chloroplasten. Die Chlorophyllbiosynthese läuft in Chloroplasten ab, wobei die Überführung der Vorstufe Protochlorophyllid a in Chlorophyllid a (eine Addition von Wasserstoff an Ring IV) meist lichtabhängig ist und nur dann erfolgt, wenn das erforderliche Trägerprotein in ausreichender Menge vorhanden ist.
Eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Schritte der Häm und Chlorophyll Biosynthesewege, sowie deren Bedeutung für den Ergrünungsprozeß der Pflanzen ist im nachfolgenden Essay von C. A. REBEIZ (University of Illinois at Urbana-Champaign) enthalten
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