質問: 日本語では「葉緑素」と呼ばれる、光合成にあたり、光エネルギーを吸収する色素は何?
回答: クロロフィル

タイトル: 肥料の三要素
植物を明所に戻すと、NRは脱リン酸化酵素によって脱リン酸化され、同時に14-3-3タンパク質も外れて再活性化される。植物細胞内でアンモニウムイオンが現れる経路はさまざまである。土壌からのアンモニウムイオンの吸収、硝酸イオンが還元されたことによるアンモニウムイオンの生成、光呼吸におけるグリシンからセリンの合成、脱水素酵素によるアミノ酸のアミノ基の酸化的分解、グルタミンやアスパラギンのアミド基の加水分解、フェニルアラニンアンモニアリアーゼによるフェニルアラニンからの桂皮酸の合成、プリン塩基やピリミジン塩基やキサンチンなどの含窒素化合物の分解、などである。特に光呼吸によるアンモニウムイオンの生成速度は、根からのアンモニアの吸収速度の10倍以上に達する。しかし、アンモニウムイオンは植物細胞内で活発に代謝されているため、アンモニウムイオン濃度は10〜10程度に維持されている。

タイトル: ピレノイド
ピレノイドは葉緑体の中に存在する細胞小器官である。ピレノイドは多くの場合、光合成産物であるデンプンなどの貯蔵物質に囲まれており、葉緑体の他の部分と明瞭に区別できる。これは通常の光学顕微鏡でも観察できるため、しばしば細胞核と誤認される。ピレノイドは膜系を持たない細胞小器官であるが、ここには葉緑体内のRuBisCOが高密度で集積している。生物によっては、RuBisCO が結晶化しているものもある。

タイトル: 花緑青
酢酸銅(II)と三酸化二ヒ素から作られる。

タイトル: ビンカムリ
本種の色素体は青緑色であり構造的にもシアノバクテリア(藍藻類)に似ており、これはシアノバクテリアが細胞内共生したものがその起源と考えられている。類似の色素体を持つ例に灰色植物門があり、その色素体のことをチアネル、あるいはシアネレ (cyanelle) と呼ぶ。本種の色素体もこう呼ばれることもある。ただし本種のものの方が本来の姿に近く、たとえば両者の色素体は共に表面を包む2層の膜の間にペプチドグリカンの層と見られる構造が存在し、本種のそれは灰色植物のそれよりしっかりしていて、自由生活のシアノバクテリアのそれに近い。この種が属する有殻糸状根足虫類では、Zoochlorellaなどの共生藻類が見られるものもあるが、この種のような色素体を持つ例は他に知られてこなかった。

タイトル: シアノバクテリオクロム
一般的にフィトクロムは、650–670nmの赤色光吸収型と710–740nmの遠赤色光吸収型の間を、可逆的に光変換する。フィトクロムは、フィトクロモビリンと呼ばれる開環テトラピロールを結合し、光変換の際に開環テトラピロールの二重結合の異性化反応が報告されている。近年、フィトクロムとは異なる開環テトラピロール結合ドメインを持つ光受容タンパク質の一群がシアノバクテリアから発見され、「シアノバクテリオクロム」と呼ばれている。これまでに、シアノバクテリオクロムは、430nm付近の青色光吸収型と530nm付近の緑色光吸収型、または、530nm付近の緑色光吸収型と660nm付近の赤色光吸収型の間で光変換するものが見つかっている。このように、シアノバクテリオクロムはフィトクロムよりもかなり短波長領域の光を受容するが、その分子機構の詳細はまだ解明されていない。

タイトル: 金属錯体型アントシアニン
金属錯体型アントシアニン(きんぞくさくたいがたアントシアニン、metalloanthocyanin、メタロアントシアニン)は、特定の植物の花弁に色を付ける錯体である。これらの錯体は、化学量論量のアントシアニン、フラボン、金属イオンから成る自己組織化超分子金属錯体色素である。アジサイ Hydrangea macrophyllでは、赤色、藤色、紫色、スミレ色、青色といった様々な色が一つの単純なアントシアニンであるデルフィニジン-3-グルコシド(英語版)と金属イオンとの錯体から作られている。

タイトル: ヒペリシン
光照射により励起された色素分子から励起エネルギーが化学反応を伴わずに他の分子に移動して光化学反応を起こす作用を光増感作用といい、光増感作用を持つ色素を光増感色素という。 ヒペリシンは天然の光増感色素であるため、ヒペリシンを含むオトギリソウ属を食べた動物は皮膚が光に敏感になり、摂取後に光に当たると、ときには痛みや湿疹・浮腫を生じて体温が上昇し、死に至ることもある。このようなヒペリシンの体内摂取によって光線過敏になり皮膚等に症状が出ることをヒペリシズム(hypericism)と言う。ファゴピリンを含むソバも同様に光線過敏を起こす。

タイトル: ケイ素
効果の立証が不十分な文献が多く、実際どのような効果があるのかは分かっていない。しかし、必須元素では無いため、効果は極めて小さいと考えられている。安全性に関するデータが十分ではなく、日本や米国でも摂取基準などは定められていない。ヒトの推定摂取量を次に示す(表)。以下はイギリスでの食品中のケイ素の量を計測したデータ。ケイ素を比較的多く含む食品を抜粋した。

タイトル: 緑の香り
緑の香り(みどりのかおり、英: Green leaf volatiles, GLVs)とは、オキシリピン代謝におけるヒドロペルオキシドリアーゼ経路により合成される、炭素数6のアルデヒド、アルコール、およびそれらのエステルの総称で、いわゆる緑葉香や青臭さの主成分である。(Z)-2-ヘキサナール、(Z)-2-ヘキサノール、(Z)-2-ヘキサニルアセテート、(E)-2-ヘキサナール、(E)-2-ヘキサノール、(E)-2-ヘキサニルアセテート、(n)-2-ヘキサナール、(n)-2-ヘキサノール、(n)-2-ヘキサニルアセテートが知られている。ほぼすべての被子植物が生成するとされる。緑の香りは食品フレーバーとして重要である。人間は、いくつかの緑の香り関連化合物において、二重結合の位置や立体異性体といった小さな違いでも異なるにおいに感じる。

タイトル: C3型光合成
C3植物の光合成はC4植物とは異なり、葉肉細胞と維管束鞘細胞の分業で行われない。C3植物はC4植物とは異なり、高温や乾燥などの気孔が閉じがちになる条件下ではCO2を集めにくくなる。高温や乾燥、低CO2、貧窒素土壌と言った、植物には苛酷な気候下では光合成の効率が下がる。乾燥などの悪条件がなく、気孔を閉じておく利点が特にない環境では、CO2の固定のために比べて余分のエネルギーが必要になるC4植物とは異なり、C3植物では光合成の効率が下がらない。そのため、乾燥した草原のような地帯では望ましくない性質であると言える。イネやコムギといった主要作物はC3植物である。

タイトル: アカネ色素
アカネ、セイヨウアカネとも、古くから染色に用いられ、万葉集には「茜さす」などの言葉が見られる。現在では色素の安定性や色調の違いや生産性などから、もっぱらセイヨウアカネ色素が生産・使用されている。染色には主にアリザリン類似化合物の合成品が使われている。かつては、加工して不溶化した物は、顔料としても用いられた。しかし今日では、合成アリザリンを用いて製造される「アリザリンレーキ」が使われている。ただ、絵具においては、今日でもイギリスのウィンザー・アンド・ニュートン社が、アカネ色素を原料とした「ローズマダージェニュイン(Rose Madder Genuine)」を、日本においてもターナー色彩社が「ナチュラルローズマダー(Natural Rose Madder)」を生産している。いずれも「Natural Red 9」である。

タイトル: フォトトロピン
フォトトロピンは光屈性のほか、気孔の開閉、また葉緑体の光定位運動(光に反応して位置を変える)にも関与する。また茎の伸長でも初期段階(クリプトクロムが反応する前)に働く。PHOT1は光に反応して特定のmRNAが不安定化される効果にも関わっている。

タイトル: オキサイド・オブ・クロミウム
オキサイド・オブ・クロミウム(英: oxide of chromium)あるいは酸化クロム緑は、無水酸化クロム(III) (Cr2O3) からなる緑色の顔料。Colour Index Generic Name は Pigment Green 17 である。耐光性・耐熱性・耐酸性・耐アルカリ性に優れており、溶剤に対する安定性もよいが、着色力は小さく、含水酸化クロムからなるビリジアンと比較すると色合いも不鮮明で、色相もビリジアンよりは黄味を帯びている。セメントの着色、絵具・塗料・インク・釉薬等にも使用される。オキサイド・オブ・クロミウムはセラミック顔料としては「クロムグリーン」と呼ばれるが、かつて絵具によく使われたクロムグリーン(黄鉛と紺青の混合物)とは全く別の顔料である。オキサイド・オブ・クロミウムが地味な緑色をしているのに対し、黄鉛と紺青の混合物としてのクロムグリーンは比較的鮮やかである。

タイトル: 蛋白光
蛋白光(たんぱくこう、英語: opalescence)は、準鉱物宝石のオパール(蛋白石)(二酸化ケイ素水和物)が示す光学現象を指す。しかしながら、オパールには大きく3つの種類があり(プレシャス、コモン、ファイア)、それぞれが異なる光学効果を持つため、意図されている意味は文脈に依存して様々である。様々な種類のオパールで見られる光学効果は、その物理構造内の無数の微視的二酸化ケイ素球および含有される水(あるいは空気)の層化、間隔、大きさによって起こる回折(プレシャスおよびファイア)あるいは反射(コモン)の結果である。シリカ球の大きさと間隔が比較的小さい時、回折された青緑色光がよく見られる。比較的大きい時は、回折された黄色-橙色-赤色光が見られる。さらに大きい時は、反射により乳白色でぼんやりとした光沢が得られる。

タイトル: 栄養素 (植物)
タルの農業理論と方法論は、ジャーナリストのアーサー・ヤング[ 英: Arthur Young]の紹介により普及した。17世紀後半にジョゼフ・プリーストリー[ Joseph Priestley]は植物が酸素を発生させること、ヤン・インゲンホウス[ Jan Ingen-Hausz]はこの酸素発生に光が要求されることを示した。スイスのニコラス・テオドール・ド・ソシュール[ Nicolas-Théodore de Saussure]は、植物が明所で二酸化炭素を吸収し酸素を放出することを定量的研究で証明した。光合成による大気中炭素の吸収の発見である。ただし、ド・ソシュールもまた、植物体を構成する炭素のすべてが光合成で賄われているとは考えず、後述の腐植説を支持した。

タイトル: 7-デヒドロコレステロール
1923年に7-デヒドロコレステロールに紫外線を照射することによって脂溶性ビタミンを生成できた。アルフレッド・ファビアン・ヘスは、「光はビタミンDと同等である。」ということを示した。ドイツのゲッティン大学のアドルフ・ヴィンダウスは、ステロールと関連ビタミンの構造の解明で、1928年にノーベル化学賞を受賞した。彼は、さらに、1930年代にビタミンDの化学構造を確定した。

タイトル: C4型光合成
もうひとつの要因としては、光呼吸による窒素の再放出が起こらないことが挙げられる。加えて、C4植物はC3植物に比べ、光利用効率も高い。過剰な光は光化学系IIや光化学系Iの還元力を蓄積させ、活性酸素を発生させるので植物にとって害となるため、光を蛍光や熱として散逸させたり、光呼吸で還元力を消費させたり、集光アンテナの効率を悪くさせたり(キサントフィルサイクル)することにより、強光から自身を防御している。C4植物は、C4経路によって効率よく炭酸固定が進むため、C3植物と比べると光化学系IIや光化学系Iの還元レベルが光合成の律速段階とはなりにくい。このため、C3植物が利用しきれないような量の光も利用できる。これらの理由から、高温、乾燥、強光下、貧窒素土壌ではC4植物はC3植物に比べ有利である。

タイトル: ヒトの肌の色
紫外線からの防御とビタミンD合成を両立するため、皮膚の細胞が日照量に応じて随時メラニン色素を合成し、肌の色を変化させている。色素の合成が間に合わない場合や、先天的に働きが弱い人は皮膚がただれて炎症を起こすので、日焼け止めや被覆で防御する必要がある。

タイトル: 子葉鞘
子葉鞘を用いた光屈性に関する初期の実験によって、影となる側の植物細胞が光が当たる側の細胞よりも伸長するため、植物は光に向かって生長することが示唆された。1880年、チャールズ・ダーウィンとその息子フランシス・ダーウィン(英語版)は、子葉鞘が光に向かって屈曲するためには、その先端が光に曝されている必要があることを明らかにした。したがって、子葉鞘の先端は光受容細胞を含んでいなければならないが、屈曲は茎葉部の下部でも起こる。この時、オーキシンと呼ばれる植物ホルモンが暗部へと移動し生長を刺激している。光屈性に必要な代表的な天然オーキシンとしてはインドール酢酸 (IAA) が知られている。子葉鞘はまた、強力な屈地性(英語版)反応を示し、常に上側に向かって方向を修正しながら生長する。屈地性反応は、光(より厳密にはフィトクロム)によって制御されている。

タイトル: クリプトクロム
ショウジョウバエやシロイヌナズナにおけるクリプトクロムの光受容と光伝達については、多くの研究がなされているにもかかわらず、まだ十分に理解されていない。クリプトクロムには、プテリン(5,10-メテニルテトラヒドロ葉酸(MTHF)の形)とフラビン(FADの形)という2つの発色団があることが知られている[17]。どちらも光を吸収する可能性があり、シロイヌナズナでは、プテリンは380 nm、フラビンは450 nmの波長で吸収するようである。過去の研究では、プテリンが捕らえたエネルギーがフラビンに伝達されるというモデルが支持されている[18]。この光伝達モデルでは、FADがFADHに還元され、クリプトクロムの特定のドメインのリン酸化を仲介すると考えられる。これがシグナル伝達の連鎖を引き起こし、細胞核での遺伝子制御に影響を与える可能性がある。

タイトル: 光合成
NADPHとATPを使って、CO2から炭素数3つの化合物である、グリセルアルデヒド3-リン酸を合成する過程である。カルビン回路の産物として得られたグリセルアルデヒド3-リン酸は、葉緑体内でスクロースに変換され蓄積する。還元的ペントース・リン酸回路は複数の酵素と中間代謝物からなる複雑な回路であり、リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(RubisCO)を初発酵素とし、炭素数5の化合物リブロース1,5-ビスリン酸と二酸化炭素から、炭素数3の化合物3-ホスホグリセリン酸2分子を生成する二酸化炭素の固定反応から始まる。3-ホスホグリセリン酸は還元され、グリセルアルデヒド3-リン酸を生成する。二酸化炭素の固定反応を継続するためには、産物として生じたグリセルアルデヒド3-リン酸から、RubisCOの基質であるリブロース1,5-ビスリン酸を再生産しなければならない。