Классификация пластохинонов, химическая структура и функции

пластохинон (PQ) представляет собой липидную органическую молекулу, в частности изопреноид семейства хинонов. Фактически, это полиненасыщенное производное боковой цепи хинона, которое участвует в фотосистеме II..

Расположенный в тилакоидной мембране хлоропластов, он имеет очень активный аполярный характер на молекулярном уровне. Действительно, название пластохинона происходит от его расположения в хлоропластах высших растений..

Во время фотосинтеза солнечная радиация улавливается в системе FS-II хлорофиллом P-680, а затем окисляется с выделением электрона. Этот электрон поднимается до более высокого уровня энергии, которая улавливается молекулой акцептора избирателя: пластохиноном (PQ).

Пластохиноны являются частью электронной транспортной цепочки фотосинтеза. Они являются местом интеграции различных сигналов и ключевым элементом реакции RSp31 на свет. Существует около 10 PQ на FS-II, которые восстанавливаются и окисляются в зависимости от функционального состояния фотосинтетического устройства..

Следовательно, электроны переносятся через транспортную цепь, в которую вмешиваются несколько цитохромов, чтобы затем достичь пластоцианина (ПК), который перенесет электроны в молекулы хлорофилла FS-I..

индекс

• 1 Классификация
• 2 Химическая структура
  • 2.1 -Биосинтез
• 3 функции
  • 3.1 Легкая фаза (PS-II)
• 4 Ссылки

классификация

Пластохинон (С₅₅H₈₀О₂) представляет собой молекулу, связанную с бензольным кольцом (хиноном). В частности, это изомер циклогексадиона, отличающийся тем, что он является ароматическим соединением, дифференцированным по его окислительно-восстановительному потенциалу..

Хиноны группируются по их структуре и свойствам. Внутри этой группы дифференцируются бензохиноны, которые образуются в результате оксигенации гидрохинонов. Изомеры этой молекулы являются орто-бензохинон и тому для-бензохинон.

С другой стороны, пластохинон похож на убихинон, потому что они принадлежат к семейству бензохинонов. В этом случае оба служат акцептором электронов в транспортных цепях во время фотосинтеза и анаэробного дыхания..

Связанный с его состоянием липидов, это категоризировано в семействе терпенов. То есть те липиды, которые составляют растительные и животные пигменты, обеспечивая цвет клеткам.

Химическая структура

Пластохинон образован активным кольцом бензолхинона, связанным с боковой цепью полиизопреноида. Фактически, гексагональное ароматическое кольцо связано с двумя молекулами кислорода посредством двойных связей у атомов углерода C-1 и C-4..

Этот элемент представляет боковую цепь и состоит из девяти изопренов, связанных вместе. Соответственно, это политерпен или изопреноид, то есть углеводородные полимеры с пятью атомами углерода изопрена (2-метил-1,3-бутадиен).

Аналогично, это пренилированная молекула, которая облегчает связывание с клеточными мембранами, подобно липидным якорям. В связи с этим к его алкильной цепи была добавлена ​​гидрофобная группа (метильная группа СН3 разветвлена ​​в положениях R3 и R4).

-биосинтез

Во время процесса фотосинтеза пластохинон синтезируется непрерывно из-за его короткого жизненного цикла. Исследования на растительных клетках показали, что эта молекула остается активной в течение 15-30 часов..

Действительно, биосинтез пластохинона является очень сложным процессом, в котором участвуют до 35 ферментов. Биосинтез имеет две фазы: первая происходит в бензольном кольце, а вторая в боковых цепях.

Начальная фаза

На начальном этапе проводится синтез хинон-бензольного кольца и пренильной цепи. Кольцо, полученное из боковых цепей тирозина и пренила, является результатом глицеральдегид-3-фосфата и пирувата.

На основании размера полиизопреноидной цепи устанавливается тип пластохинона..

Реакция конденсации кольца с боковыми цепями

Следующая фаза включает реакцию конденсации кольца с боковыми цепями.

Гомогентистическая кислота (HGA) является предшественником бензол-хинонового кольца, которое синтезируется из тирозина, процесс, который происходит благодаря катализу фермента тирозина амино-трансферазы.

Со своей стороны, пренильные боковые цепи образуются в пути метил-эритритфосфата (MEP). Эти цепи катализируются энзимом соланезилдифосфат-синтетазой с образованием соланезилдифосфата (SPP).

Метил-эритритфосфат (MEP) представляет собой метаболический путь биосинтеза изопреноидов. После образования обоих соединений происходит конденсация гомогенистовой кислоты с цепью дифосфата solanesil, реакция, катализируемая ферментом homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-диметил-пластохинон

Наконец, получено соединение под названием 2-диметил-пластохинон, которое позднее, с помощью фермента метил-трансферазы, позволяет получить в качестве конечного продукта: пластохинон.

функции

Пластохиноны вмешиваются в фотосинтез, процесс, который происходит при воздействии энергии солнечного света, в результате чего органическое вещество, богатое энергией, превращается в преобразование неорганического субстрата..

Легкая фаза (PS-II)

Функция пластохинона связана с легкой фазой (PS-II) процесса фотосинтеза. Молекулы пластохинона, которые участвуют в переносе электронов, называются Q A и Q B..

В этом отношении фотосистема II (PS-II) представляет собой комплекс под названием вода-пластохинон-оксидоредуктаза, в котором выполняются два фундаментальных процесса. Окисление воды катализируется ферментативно, и происходит восстановление пластохинона. При этой активности фотоны с длиной волны 680 нм поглощаются.

Молекулы Q A и Q B различаются по способу переноса электронов и скорости переноса. Кроме того, для типа связывания (сайт связывания) с фотосистемой II. Говорят, что Q A является фиксированным пластохиноном, а Q B является мобильным пластохиноном..

В конце концов, Q A - это область прикрепления к фотосистеме II, которая принимает два электрона во временном интервале от 200 до 600 мкс. Напротив, Q B обладает способностью присоединяться и разъединяться в фотосистеме II, принимая и переводя электроны в цитохром.

На молекулярном уровне, когда Q B уменьшается, он обменивается на другой набор свободных пластохинонов в тилакоидной мембране. Между Q A и Q B находится неионный атом Fe (Fe)⁺²) который участвует в электронном транспорте между ними.

Таким образом, Q B взаимодействует с аминокислотными остатками в реакционном центре. Таким образом, Q A и Q B приобретают большой дифференциал в окислительно-восстановительных потенциалах.

Кроме того, поскольку Q B слабо связан с мембраной, его можно легко отделить, уменьшив до QH 2. В этом состоянии он способен переносить электроны высокой энергии, полученные из Q A, в цитохромный bc1-комплекс 8.

ссылки

1. Гонсалес, Карлос (2015) Фотосинтез. Получено от: botanica.cnba.uba.ar
2. Перес-Уррия Карриль, Елена (2009) Фотосинтез: основные аспекты. Редука (Биология). Серия физиологии растений. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) Регуляция альтернативного сплайсинга у растений. Воздействие света ретроградными сигналами и протеин-метилтрансферазой PRMT5.
4. Сотело Айлин (2014) Фотосинтез. Факультет точных, естественных и геодезических наук. Кафедра физиологии растений (учебное пособие).