Plastokinonklassificering, kemisk struktur og funktioner

den plastoquinon (PQ) er et lipidorganisk molekyle, specifikt en isoprenoid af quinonfamilien. Faktisk er det et flerumættet sidekæde derivat af quinonen, der deltager i fotosystem II fotosystem.

Placeret i chloroplastens thylakoidmembran har den en meget aktiv apolær karakter på molekylær niveau. Faktisk er navnet plastokinon stammer fra dets placering i chloroplasterne af højere planter.

Under fotosyntese indfanges solstråling i FS-II-systemet ved chlorophyll P-680 og oxideres derefter ved frigivelse af en elektron. Denne elektron stiger til et højere niveau af energi, som optages af vælgeracceptormolekylet: plastokinon (PQ).

Plastokinoner er en del af den elektroniske fotosyntetiske transportkæde. De er stedet for integration af forskellige signaler og et nøgleelement i svaret fra RSp31 til lys. Der er omkring 10 PQ pr. FS-II, der reduceres og oxideres i overensstemmelse med den fotosyntiske enheds funktionelle tilstand.

Derfor overføres elektronerne gennem en transportkæde, hvor flere cytokromer indgriber, og derefter når plastocyaninet (PC), som overfører elektronerne til chlorophyllmolekyler af FS-I.

indeks

• 1 klassificering
• 2 Kemisk struktur
  • 2,1-biosyntese
• 3 funktioner
  • 3.1 lysfase (PS-II)
• 4 referencer

klassifikation

Plastoquinon (C₅₅H₈₀O₂) er et molekyle forbundet med en benzenring (kinon). Specifikt er det en isomer af cyclohexadion, karakteriseret ved at være en aromatisk forbindelse differentieret af dets redoxpotentiale.

Quinoner er grupperet baseret på deres struktur og egenskaber. Inden for denne gruppe differentieres benzoquinoner, der frembringes ved oxygenering af hydroquinoner. Isomererne af dette molekyle er ortho-benzoquinon og til-benzoquinon.

På den anden side ligner plastoquinon ubiquinon, fordi de tilhører benzoquinonfamilien. I dette tilfælde tjener begge som elektronacceptor i transportkæder under fotosyntese og anaerob respiration.

Associeret med dets lipidtilstand er den kategoriseret i terpenes familie. Det vil sige de lipider der udgør planter og dyr pigmenter, der giver farve til cellerne.

Kemisk struktur

Plastokinon dannes af en aktiv ring af benzen-quinon forbundet med en sidekæde af en polyisoprenoid. Faktisk er den hexagonale aromatiske ring bundet til to oxygenmolekyler ved hjælp af dobbeltbindinger ved carbonerne C-1 og C-4.

Dette element præsenterer sidekæden og består af ni isoprener forbundet sammen. Følgelig er det en polyterpen eller isoprenoid, det vil sige carbonhydridpolymerer af fem carbonatomer isopren (2-methyl-1,3-butadien).

Ligeledes er det et prenyleret molekyle, hvilket letter binding til cellemembraner, som ligner lipidankre. I den henseende er en hydrofob gruppe blevet tilsat til sin alkylkæde (methylgruppe CH3 forgrenet i position R3 og R4).

-biosyntese

Under den fotosyntetiske proces syntetiseres plastoquinon kontinuerligt på grund af dets korte livscyklus. Undersøgelser i planteceller har vist, at dette molekyle forbliver aktivt mellem 15 og 30 timer.

Faktisk er plastokinons biosyntese en meget kompleks proces, der involverer op til 35 enzymer. Biosyntese har to faser: den første forekommer i benzenringen og den anden i sidekæderne.

Indledende fase

I den indledende fase udføres syntesen af ​​quinon-benzenringen og prenylkæden. Ringen opnået fra tyrosin og prenyl sidekæder er resultater af glyceraldehyd-3-phosphat og pyruvat.

Baseret på størrelsen af ​​polyisoprenoidkæden er typen af ​​plastoquinon etableret.

Kondenseringsreaktion af ringen med sidekæderne

Den næste fase omfatter kondensationsreaktionen af ​​ringen med sidekæderne.

Homogentistisk syre (HGA) er forgængeren af ​​benzen-quinonringen, der syntetiseres fra tyrosin, en proces der opstår takket være katalysen af ​​enzymet tyrosinamino-transferase.

Fra sin side stammer prenyl-sidekæderne i methyl-erythritolphosphat (MEP) -vejen. Disse kæder katalyseres af enzymet solanesyl diphosphat syntetase til dannelse af solansyl diphosphat (SPP).

Methylerytritolphosphat (MEP) udgør en metabolisk vej for isoprenoidbiosyntese. Efter dannelsen af ​​begge forbindelser sker kondensationen af ​​homogenitosyren med kæden af ​​solansil diphosphat, reaktionskatalyseret af enzymet homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimethyl-plastoquinon

Endelig er der en forbindelse, der hedder 2-dimethyl-plastoquinon, der stammer fra, hvilket senere med interventionen af ​​enzymet methyl-transferase giver mulighed for at opnå som slutprodukt: plastokinonen.

funktioner

Plastokinoner intervenerer i fotosyntese, en proces, der opstår ved hjælp af energi fra sollys, hvilket resulterer i organisk materiale, der er rig på energi fra transformationen af ​​et uorganisk substrat.

Lysfase (PS-II)

Funktionen af ​​plastoquinon er forbundet med lysfasen (PS-II) af den fotosyntiske proces. Plastokinonmolekylerne, der deltager i overførslen af ​​elektroner, kaldes QA og QB.

I denne henseende er fotosystem II (PS-II) et kompleks kaldet vand-plastoquinonoxidoreduktase, hvor to grundlæggende processer udføres. Oxidationen af ​​vand katalyseres enzymatisk, og reduktionen af ​​plastoquinon forekommer. I denne aktivitet absorberes fotoner med en bølgelængde på 680 nm.

Molekylerne Q A og Q B er forskellige på den måde, de overfører elektronerne og overførselshastigheden. Derudover for typen af ​​binding (bindingssted) med fotosystem II. Det siges, at Q A er den faste plastokinon, og Q B er den mobile plastokinon.

Q A er trods alt det område, der er knyttet til fotosystem II, der accepterer de to elektroner i en tidsvariation mellem 200 og 600 us. I modsætning hertil har Q B evnen til at tilslutte og afbryde fotosystem II, acceptere og overføre elektroner til cytochrom.

På molekylært niveau, når QB reduceres, udveksles det til et andet af sæt af frie plastokinoner inden i thylakoidmembranen. Mellem Q A og Q B er der et ikke-ionisk Fe (Fe) atom⁺²), der deltager i den elektroniske transport mellem dem.

Sammenfattende interagerer Q B med aminosyreresterne i reaktionscentret. På denne måde erhverver Q A og Q B en stor differentiering i redoxpotentialerne.

Da Qb er svagt bundet til membranen, kan den desuden let adskilles ved at blive reduceret til QH 2. I denne tilstand er det i stand til at overføre høj energi elektroner modtaget fra QA til cytochrom bc1-kompleks 8.

referencer

1. González, Carlos (2015) Photosynthesis. Hentet fra: botanica.cnba.uba.ar
2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosyntese: Grundlæggende aspekter. Reduca (Biology). Plant Physiology Series. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) Regulering af alternativ splejsning i planter. Virkninger af lys ved retrograde signaler og protein methyltransferase PRMT5.
4. Sotelo Ailin (2014) Fotosyntese. Det Naturvidenskabelige Fakultet. Stol for Plantfysiologi (Studievejledning).