Класификация на пластохиноните, химична структура и функции

на plastoquinone (PQ) е липидна органична молекула, по-специално изопреноид от хиноновото семейство. Всъщност, това е полиненаситена производна на страничната верига на хинона, която участва в фотосистемата на фотосистемата II.

Разположен в тилакоидната мембрана на хлоропластите, той има много активен аполарен характер на молекулярно ниво. Всъщност името пластохинон произтича от неговото местоположение в хлоропластите на висшите растения.

По време на фотосинтезата слънчевата радиация се улавя в системата FS-II чрез хлорофил P-680 и след това се окислява чрез освобождаване на електрон. Този електрон се издига до по-високо ниво на енергия, което се улавя от акцепторната молекула на избирателя: пластохинон (PQ).

Пластохиноните са част от електронната фотосинтетична транспортна верига. Те са мястото за интегриране на различни сигнали и ключов елемент в реакцията на RSp31 към светлината. Има около 10 PQ на FS-II, които са редуцирани и окислени в съответствие с функционалното състояние на фотосинтетичното устройство.

Следователно, електроните се прехвърлят през транспортна верига, в която се намесват няколко цитохрома, за да достигнат пластоцианин (PC), който ще прехвърли електроните към молекулите на хлорофила на FS-I.

индекс

• 1 Класификация
• 2 Химическа структура
  • 2.1 -Биосинтеза
• 3 Функции
  • 3.1 Светлинна фаза (PS-II)
• 4 Препратки

класификация

Пластохинон (С₅₅Н₈₀О₂) е молекула свързана с бензенов пръстен (хинон). По-специално, той е изомер на циклохексадион, характеризиращ се с това, че е ароматно съединение, диференцирано по своя редокси потенциал..

Хиноните са групирани въз основа на тяхната структура и свойства. В тази група се диференцират бензохинони, генерирани от оксигенацията на хидрохинони. Изомерите на тази молекула са орто-бензохинон и за-бензохинон.

От друга страна, пластохинонът е подобен на убихинона, тъй като те принадлежат към семейството на бензохинон. В този случай, и двете служат като акцептор на електрони в транспортни вериги по време на фотосинтеза и анаеробно дишане.

Свързан с неговото липидно състояние, той е категоризиран в семейството на терпените. Тоест, тези липиди, които съставят растителни и животински пигменти, осигуряват цвят на клетките.

Химическа структура

Пластохинонът се образува от активен пръстен на бензен-хинон, свързан със странична верига на полиизопреноид. Всъщност хексагоналният ароматен пръстен е свързан с две молекули кислород чрез двойни връзки при въглеродни атоми С-1 и С-4..

Този елемент представлява страничната верига и се състои от девет изопрена, свързани заедно. Съответно, той е политерпен или изопреноид, т.е. въглеводородни полимери с пет въглеродни атома изопрен (2-метил-1,3-бутадиен).

По същия начин, тя е пренилирана молекула, която улеснява свързването към клетъчните мембрани, подобно на липидните котви. В тази връзка, към неговата алкилова верига е добавена хидрофобна група (метилова група СН3 разклонена в позиция R3 и R4)..

-биосинтеза

По време на фотосинтетичния процес, пластохинонът се синтезира непрекъснато, поради своя кратък жизнен цикъл. Изследвания в растителни клетки са установили, че тази молекула остава активна между 15 и 30 часа.

В действителност, биосинтезата на пластохинон е много сложен процес, включващ до 35 ензима. Биосинтезата има две фази: първата се появява в бензеновия пръстен и втората в страничните вериги.

Първоначална фаза

В началната фаза се провежда синтеза на хинон-бензеновия пръстен и пренилната верига. Пръстенът, получен от тирозиновите и прениловите странични вериги, е резултат от глицералдехид-3-фосфат и пируват..

Въз основа на размера на полиизопреноидната верига се установява видът на пластохинон.

Кондензираща реакция на пръстена със страничните вериги

Следващата фаза включва реакцията на кондензация на пръстена със страничните вериги.

Хомогентичната киселина (HGA) е предшественик на бензен-хиноновия пръстен, който се синтезира от тирозин, процес, който се осъществява благодарение на катализа на ензима тирозин амино-трансфераза.

От своя страна, прениловите странични вериги произхождат от пътя на метил-еритритол фосфат (MEP). Тези вериги се катализират от ензима соланил-дифосфатна синтетаза, за да се образува соланил-дифосфат (SPP)..

Метил-еритритол фосфатът (MEP) представлява метаболитен път на биосинтеза на изопреноид. След образуването на двете съединения се случва кондензацията на хомогенистичната киселина с веригата на соланесил дифосфат, реакция, катализирана от ензима хомогенитатоза соланесил-трансфераза (HST)..

2-диметил-plastoquinone

Накрая, произлиза съединението, наречено 2-диметил-пластохинон, което по-късно с намесата на ензима метил-трансфераза, позволява да се получи като краен продукт: пластохинон.

функции

Пластохиноните се намесват в фотосинтезата, процес, който се осъществява с помощта на енергия от слънчева светлина, в резултат на което органичната материя, богата на енергия от трансформацията на неорганичен субстрат.

Светлинна фаза (PS-II)

Функцията на пластохинона е свързана с леката фаза (PS-II) на фотосинтетичния процес. Пластохиноновите молекули, които участват в трансфера на електрони, се наричат ​​Q A и Q B.

В тази връзка фотосистема II (PS-II) е комплекс, наречен вода-пластохинон оксидо-редуктаза, където се изпълняват два основни процеса. Окислението на водата се катализира ензимно и настъпва редукция на пластохинон. В тази активност се абсорбират фотони с дължина на вълната 680 nm.

Молекулите Q A и Q B се различават по начина, по който прехвърлят електроните и скоростта на трансфера. В допълнение, за вида на свързване (обвързващ сайт) с фотосистема II. Казва се, че Q А е фиксираният пластикохинон и Q В е подвижният пластохинон.

В края на краищата, Q A е областта на привързаност към фотосистема II, която приема двата електрона във времево отклонение между 200 и 600 us. За разлика от това, Q B има способността да се присъедини към фотосистема II, да приеме и да прехвърли електроните към цитохром.

На молекулярно ниво, когато Q B се редуцира, той се заменя с друг от множеството свободни пластохинони в тилакоидната мембрана. Между Q A и Q B има нейонен Fe (Fe) атом⁺²) участва в електронния транспорт между тях.

В обобщение, Q В взаимодейства с аминокиселинните остатъци в реакционния център. По този начин Q A и Q B придобиват голяма разлика в редокс потенциалите.

Освен това, тъй като Q B е слабо свързан с мембраната, той може лесно да бъде разделен чрез редуциране до QH 2. В това състояние той е способен да прехвърля високоенергийни електрони, получени от Q A в цитохром bc1-комплекс 8.

препратки

1. Гонсалес, Карлос (2015) Фотосинтеза. Изтеглено от: botanica.cnba.uba.ar
2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Фотосинтеза: основни аспекти. Reduca (Биология). Серия физиология на растенията. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) Регулиране на алтернативното снаждане на растенията. Ефекти на светлината чрез ретроградни сигнали и протеин метилтрансфераза PRMT5.
4. Сотело Айлин (2014) Фотосинтеза. Факултет по точни, природни и геодезически науки. Катедра по физиология на растенията (Учебно ръководство).