3. Synthèse, biogenèse
La synthèse de la chlorophylle a a été complètement réalisée in vitro en 1960 par R. B. Woodward et son équipe à Harvard, en plusieurs étapes. Le principe de la méthode comprend la synthèse des noyaux pyrrole, leur accrochage entre eux, leur réduction partielle, l'addition progressive des chaînes latérales, des plus courtes aux plus longues. Mais les moyens empruntés à la chimie organique de synthèse sont très différents du mécanisme de la biogenèse.
Ce dernier, pour la synthèse du pyrrole, utilise des métabolites banaux : l'acide succinique, composé intermédiaire du métabolisme respiratoire, et un acide aminé, le glycocolle. Leur condensation en acide δ-aminolévulinique et la condensation de deux molécules de ce dernier donne un noyau pyrrole déjà muni de ses chaînes latérales, ou porphobilinogène.
Les chaînes facilitent la liaison des quatre noyaux (protoporphyrine). L'insertion du magnésium conduit à une métalloporphyrine. L'estérification de méthanol, la cyclisation du noyau cyclopentanone, donnent naissance à une protochlorophyllide. Une réduction, par fixation de deux atomes d'hydrogène en 7 et 8 du noyau IV, demande généralement l'intervention de la lumière et aboutit à la chlorophyllide a. L'estérification du phytol termine la synthèse. Dans les plantes étiolées, la fixation du phytol précède la réduction, aussi y trouve-t-on de la protochlorophylle a, qui, après un éclairement, se réduit en chlorophylle a. La formation de chlorophylle b est toujours secondaire, elle dérive de la a. Toutes les étapes de la synthèse sont enzymatiques.
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