クロロフィルa
クロロフィルaの生合成経路はさまざまな酵素を利用する。ほとんどの植物では、クロロフィルはグルタミン酸に由来し、ヘムとシロヘムと共有される分岐経路に沿って合成される。最初の段階では、グルタミン酸をアミノレブリン酸 (ALA) に組み込む。次に、ALAの2つの分子がポルフォビリノーゲン (PBG) に還元され、PBGの4つの分子が結合してプロトポルフィリンIXを形成する。
クロロフィル合成酵素(英語版)は反応EC 2.5.1.62を触媒することにより、クロロフィルaの生合成を完了する酵素である。
クロロフィリドa + フィチル二リン酸 ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } クロロフィルa + 二リン酸
これにより、20個の炭素ジテルペンアルコールフィトールがついたクロロフィリドaのカルボキシ基のエステルが形成される。
クロロフィルaは、酸素光合成で使用されるクロロフィルの1種類である。スペクトルで紫から青とオレンジから赤の波長からほとんどのエネルギーを吸収し、緑や緑に近い部分はあまり吸収しない。クロロフィルは光を反射しないが細胞壁などの構造により拡散反射された緑色の光が反射光に多く含まれるため、クロロフィルを含む組織は緑色に見える。この光合成色素は、電子伝達系における主要な電子供与体としての役割があるため、真核生物、藍藻、および原核緑藻の光合成に不可欠である。クロロフィルaはまた、アンテナ複合体(英語版)において共鳴エネルギーを伝達し、特定のクロロフィルP680(英語版)およびP700(英語版)が配置されている反応中心で終了する。
光合成色素による光の吸収により、光子が化学エネルギーに変換される。葉緑体に放射される光エネルギーは、チラコイド膜の色素に当たり、それらの電子を励起する。クロロフィルa分子は特定の波長のみ捕捉するため、生物は黄色の円で示された補助色素を使用して、より広い範囲の光エネルギーを捕捉することがある。次に、捕捉された光を共鳴エネルギーとしてある色素から次の色素に伝達し、反応中心の特殊なクロロフィルa分子に到達するまでエネルギーを色素から色素へ渡す。これらの特別なクロロフィルa分子は光化学系IIと光化学系Iの両方に存在する。これらは光化学系IIではP680、光化学系IではP700と呼ばれる。P680とP700は電子伝達系への主要な電子供与体である。これらの2つの系は一電子酸化の酸化還元電位が異なる。P700のEmは約500 mVであり、P680のEmは約1,100-1,200 mVである。