La clorofilida a y la clorofilida b son compuestos químicos fundamentales que actúan como los precursores biosintéticos inmediatos de la clorofila a y la clorofila b, respectivamente. Estos compuestos pertenecen a la familia de los tetrapyrroles y son cruciales para el proceso de fotosíntesis en plantas, algas y cianobacterias.
Estructura Química y Diferencias
La principal diferencia entre la clorofilida a y la b radica en un grupo funcional específico. La clorofilida a es un ácido carboxílico donde el sustituyente en la posición 13 es un grupo metilo (R=H). En contraste, en la clorofilida b, este grupo metilo es reemplazado por un grupo formilo.
El Proceso de Biosíntesis
La biosíntesis de las clorofilidas es un proceso complejo que comienza con el ácido glutámico y avanza a través de una serie de intermediarios tetrapyrroles.
Formación de la Protoporfirina IX
En las etapas iniciales, las enzimas desaminasa y cosintetasa transforman el ácido aminolevulínico a través del porfobilinógeno y la hidroximetilbilano para crear la uroporfirinógeno III. Este es el primer intermediario macrocíclico común para la síntesis de hemo, sirohemo, cofactor F430, cobalamina y la propia clorofila. Posteriormente, se forman el coproporfirinógeno III y la protoporfirinógeno IX, que finalmente se oxida para convertirse en la aromática protoporfirina IX.
Inserción de Magnesio y Formación del Anillo
Para que el compuesto se convierta en clorofila, las plantas insertan magnesio en lugar de hierro (como ocurre en los mamíferos para el hemo). Este proceso es catalizado por la enzima magnesio chelatasa (EC 6.6.1.1).
A continuación, ocurre la esterificación de uno de los grupos propionato del anillo C, catalizada por la magnesio protoporfirina IX metiltransferasa (EC 2.1.1.11). Luego, el sistema de anillo de clorina se forma mediante la creación de un anillo de carbono de cinco miembros (anillo E), un proceso mediado por la enzima magnesio-protoporfirina IX monometil éster (oxidativa) ciclasa (EC 1.14.13.81).
Pasos Finales hacia la Clorofilida a
Para producir clorofilida a, se requieren dos reacciones de reducción adicionales: una que convierte un grupo vinilo en un grupo etilo y otra que añade dos átomos de hidrógeno al anillo pirrol D. Estas reacciones son catalizadas por enzimas como la divinil clorofilida a 8-vinil-reductasa (EC 1.3.1.75), transformando la 3,8-divinilprotoclorofilida en protoclorofilida.
Conversión Final en Clorofila
El paso final de la ruta biosintética es la conversión de los grupos de ácido propiónico de las clorofilidas en ésteres de fitilo mediante la acción de la enzima clorofila sintasa. Este proceso es lo que finalmente transforma la clorofilida en la clorofila activa que las plantas utilizan para capturar la energía lumínica.