Plastoquinon klassificering, kemisk struktur og funktioner

1191
Egbert Haynes

Det plastoquinon (PQ) er et organisk lipidmolekyle, specifikt et isoprenoid fra quinonfamilien. Faktisk er det et sidekæde flerumættet derivat af kinon, der deltager i fotosystem II af fotosyntese..

Placeret i kloroplasterens thylakoidmembran, har den apolar karakter og er meget aktiv på molekylært niveau. Navnet på plastoquinon stammer faktisk fra dets placering i kloroplasterne i højere planter.

Thylakoid membran. Par Tameeria sur Wikipédia anglais [Public domain] via Wikimedia Commons

Under fotosyntese fanges solstråling i FS-II-systemet af klorofyl P-680 og oxideres derefter ved frigivelse af en elektron. Denne elektron stiger til et højere energiniveau, som samles op af vælgeracceptormolekylet: plastoquinon (PQ)..

Plastokinoner er en del af den fotosyntetiske elektrontransportkæde. De er stedet for integration af forskellige signaler og et nøgleelement i RSp31s reaktion på lys. Der er omkring 10 PQ'er pr. FS-II, der reduceres og oxideres i henhold til den funktionelle tilstand for det fotosyntetiske apparat..

Derfor overføres elektronerne gennem en transportkæde, hvori flere cytokromer er involveret, for senere at nå plastocyanin (PC), som vil give elektronerne til klorofylmolekyler af FS-I.

Artikelindeks

  • 1 Klassificering
  • 2 Kemisk struktur
    • 2.1 -Biosyntese
  • 3 funktioner
    • 3.1 Lysfase (PS-II)
  • 4 Referencer

Klassifikation

Plastoquinon (C55H80ELLERto) er et molekyle forbundet med en benzenring (quinon). Specifikt er det en isomer af cyclohexadion, der er karakteriseret ved at være en aromatisk forbindelse, der er differentieret ved dens redoxpotentiale.

Quinoner er grupperet baseret på deres struktur og egenskaber. Inden for denne gruppe differentieres benzoquinoner, der genereres ved iltning af hydroquinoner. Isomerer af dette molekyle er ortho-benzoquinon og for at-benzoquinon.

På den anden side ligner plastoquinon ubiquinon, fordi de hører til benzoquinon-familien. I dette tilfælde tjener begge som elektronacceptorer i transportkæder under fotosyntese og anaerob respiration..

Associeret med dens lipidstatus er den kategoriseret i terpenfamilien. Det vil sige de lipider, der udgør plante- og dyrepigmenter, der giver celler farve.

Kemisk struktur

Plastoquinon består af en aktiv benzen-quinonring forbundet med en sidekæde af et polyisoprenoid. Faktisk er den sekskantede aromatiske ring bundet til to iltmolekyler gennem dobbeltbindinger ved C-1 og C-4 carbonatomer..

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

Ligeledes er det et prenyleret molekyle, der letter binding til cellemembraner, svarende til lipidankre. I denne henseende er en hydrofob gruppe blevet tilsat til dens alkylkæde (methylgruppe CH3 forgrenet i position R3 og R4).

-Biosyntese

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

Faktisk er plastoquinonbiosyntese 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 tyrosiner og prenylsidekæder er resultatet af glyceraldehyd-3-phosphat og pyruvat..

Baseret på størrelsen af ​​polyisoprenoidkæden fastlægges typen plastoquinon.

Ringkondensationsreaktion med sidekæder

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

Homogentistisk syre (HGA) er forgængeren til benzen-quinonringen, som syntetiseres fra tyrosin, en proces, der sker takket være katalysen af ​​enzymet tyrosinaminotransferase.

For deres del stammer prenylsidekæderne i methylerythritolphosphat (MEP) -vejen. Disse kæder katalyseres af enzymet solanesyldiphosphatsyntetase til dannelse af solanesyldiphosphat (SPP).

Methylerythritolphosphat (MEP) udgør en metabolisk vej til biosyntese af isoprenoider. Efter dannelsen af ​​begge forbindelser opstår kondensering af homogenistisk syre med solanesyldiphosphatkæden, en reaktion katalyseret af enzymet homogentistat solanesyltransferase (HST).

2-dimethyl-plastoquinon

Endelig stammer en forbindelse kaldet 2-dimethyl-plastoquinon, som senere med intervention af enzymet methyl-transferase gør det muligt at opnå som et slutprodukt: plastoquinon.

Funktioner

Plastokinoner griber ind i fotosyntese, en proces, der opstår med indgriben af ​​energi fra sollys, hvilket resulterer i energirigt organisk stof fra transformation af et uorganisk substrat.

Lysfase (PS-II)

Funktionen af ​​plastoquinon er forbundet med lysfasen (PS-II) af den fotosyntetiske proces. Plastoquinonmolekylerne involveret i elektronoverførsel kaldes QA og QB.

I denne henseende er fotosystem II (PS-II) et kompleks kaldet vand-plastoquinonoxid-reduktase, hvor to grundlæggende processer udføres. Vandoxidation er enzymatisk katalyseret, og plastoquinonreduktion forekommer. I denne aktivitet absorberes fotoner med en bølgelængde på 680 nm..

Molekyler Q A og Q B adskiller sig i den måde, de overfører elektroner på, og hastigheden på overførslen. Også på grund af typen af ​​binding (bindingssted) med fotosystem II. Q A siges at være den faste plastoquinon og Q B er den mobile plastoquinon.

QA er trods alt bindingszonen for fotosystem II, der accepterer de to elektroner i en tidsvariation mellem 200 og 600 us. I stedet for har Q B evnen til at binde og løsne sig fra fotosystem II ved at acceptere og overføre elektroner til cytokromet..

På molekylært niveau, når QB reduceres, udveksles det med et andet af sættet af frie plastoquinoner inden i thylakoidmembranen. Mellem Q A og Q B er der et ikke-ionisk Fe-atom (Fe+to), der deltager i elektronisk transport mellem dem.

Kort sagt interagerer QB med aminosyrerester i reaktionscentret. På denne måde får Q A og Q B en stor forskel i redoxpotentialerne..

Da QB er mere løst bundet til membranen, kan den desuden let adskilles ved at blive reduceret til QH 2. I denne tilstand er den i stand til at overføre højenergielektroner modtaget fra QA til cytochrom bc1-kompleks 8.

Referencer

  1. González, Carlos (2015) Fotosyntese. Gendannet på: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosyntese: Grundlæggende aspekter. Reduca (biologi). Plantefysiologisk serie. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Regulering af alternativ splejsning i planter. Effekter af lys ved retrograd signaler og PRMT5 protein methyltransferase.
  4. Sotelo Ailin (2014) Fotosyntese. Fakultet for nøjagtig, naturvidenskab og landmåling Formand for plantefysiologi (studievejledning).

Endnu ingen kommentarer