Klasifikacija plastokinona, kemijska struktura i funkcije



plastoquinone (PQ) je lipidna organska molekula, specifično izoprenoid iz obitelji kinona. Zapravo, to je polinezasićeni derivat bočnog lanca kinona koji sudjeluje u fotosustavi fotosustava II..

Smješten u tilakoidnoj membrani kloroplasta, vrlo je aktivan apolarni karakter na molekularnoj razini. Doista, naziv plastokinon potječe od njegovog položaja u kloroplastima viših biljaka.

Tijekom fotosinteze, Sunčevo zračenje je uhvaćeno u FS-II sustavu pomoću klorofila P-680, a zatim oksidirano otpuštanjem elektrona. Ovaj se elektron diže na višu razinu energije, koju preuzima molekula akceptora birača: plastokinon (PQ).

Plastokinoni su dio elektroničkog fotosintetskog transportnog lanca. Oni su mjesto integracije različitih signala i ključni element u odgovoru RSp31 na svjetlo. Postoji oko 10 PQ po FS-II koji su reducirani i oksidirani prema funkcionalnom stanju fotosintetskog uređaja.

Dakle, elektroni se prenose kroz transportni lanac u kojem intervenira nekoliko citokroma, da bi potom došli do plastocyanina (PC), koji će prenositi elektrone u molekule klorofila FS-I.

indeks

  • 1 Klasifikacija
  • 2 Kemijska struktura
    • 2.1 - Biosinteza
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Svjetlosna faza (PS-II)
  • 4 Reference

klasifikacija

Plastokinon (C55H80O2) je molekula povezana s benzenskim prstenom (kinon). Specifično, to je izomer cikloheksadiona, karakteriziran time da je aromatski spoj diferenciran svojim redoks potencijalom.

Kinoni su grupirani na temelju njihove strukture i svojstava. U ovoj skupini se razlikuju benzokinoni, generirani oksigenacijom hidrokinona. Izomeri ove molekule su orto-benzokinon i za-benzokinon.

S druge strane, plastokinon je sličan ubikinonu, jer pripadaju obitelji benzokinona. U ovom slučaju, oba služe kao akceptori elektrona u transportnim lancima tijekom fotosinteze i anaerobnog disanja.

Povezan s njegovim lipidnim stanjem, kategoriziran je u obitelj terpena. To jest, oni lipidi koji čine biljne i životinjske pigmente, pružaju boju stanicama.

Kemijska struktura

Plastokinon nastaje aktivnim prstenom benzen-kinona koji je povezan s bočnim lancem poliizoprenoida. U stvari, heksagonalni aromatski prsten povezan je s dvije molekule kisika dvostrukim vezama na ugljikovim atomima C-1 i C-4.

Ovaj element predstavlja bočni lanac i sastoji se od devet međusobno povezanih izoprenama. Prema tome, radi se o politerpenu ili izoprenoidu, to jest o ugljikovodičnim polimerima izoprena (2-metil-l, 3-butadiena) s 5 ugljikovih atoma..

Isto tako, to je prenilirana molekula, koja olakšava vezanje na stanične membrane, slično lipidnim sidrima. U tom smislu, dodan je hidrofobna skupina u njen alkilni lanac (metilna skupina CH3 razgranata u položaju R3 i R4).

-biosinteza

Tijekom fotosintetskog procesa plastokinon se sintetizira kontinuirano, zbog kratkog životnog ciklusa. Istraživanja u biljnim stanicama utvrdila su da ova molekula ostaje aktivna između 15 i 30 sati.

Doista, biosinteza plastokinona je vrlo složen proces koji uključuje do 35 enzima. Biosinteza ima dvije faze: prva se pojavljuje u benzenskom prstenu, a druga u bočnim lancima.

Početna faza

U početnoj fazi se provodi sinteza kvinon-benzenskog prstena i prenilnog lanca. Prsten dobiven iz bočnih lanaca tirozina i prenila rezultat je gliceraldehid-3-fosfata i piruvata.

Na temelju veličine poliizoprenoidnog lanca, ustanovljen je tip plastokinona.

Reakcija kondenzacije prstena s bočnim lancima

Sljedeća faza uključuje reakciju kondenzacije prstena s bočnim lancima.

Homogentistička kiselina (HGA) prethodnica je benzen-kinonskog prstena, koji se sintetizira iz tirozina, proces koji se događa zahvaljujući katalizi enzima tirozin amino-transferaze.

Sa svoje strane, bočni lanci prenila potječu iz puta metil-eritritol fosfata (MEP). Ovi lanci su katalizirani enzimom solansil difosfat sintetazom da bi nastali solanesil difosfat (SPP).

Metil-eritritol fosfat (MEP) predstavlja metabolički put biosinteze izoprenoida. Nakon formiranja oba spoja dolazi do kondenzacije homogenostinske kiseline s lancem solansil difosfata, reakcija katalizirana enzimom homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimetil-plastoquinone

Konačno, nastao je spoj nazvan 2-dimetil-plastokinon, koji kasnije s intervencijom enzima metil-transferaze, omogućuje dobivanje kao konačnog proizvoda: plastokinon.

funkcije

Plastokinoni interveniraju u fotosintezi, proces koji se događa s intervencijom energije iz sunčeve svjetlosti, što rezultira organskom tvari bogatom energijom iz transformacije anorganskog supstrata..

Svjetlosna faza (PS-II)

Funkcija plastokinona povezana je sa svjetlosnom fazom (PS-II) fotosintetskog procesa. Molekulama plastokinona koje sudjeluju u prijenosu elektrona nazivaju se Q A i Q B.

S tim u vezi, fotosustava II (PS-II) je kompleks koji se zove voda-plastokinon oksido-reduktaza, gdje se izvode dva temeljna procesa. Oksidacija vode se katalizira enzimatski i dolazi do redukcije plastokinona. U ovoj aktivnosti se apsorbiraju fotoni s valnom duljinom od 680 nm.

Molekule Q A i Q B se razlikuju u načinu prijenosa elektrona i brzini prijenosa. Osim toga, za vrstu vezanja (vezno mjesto) s fotosustavom II. Rečeno je da je Q A fiksni plastokinon i QB je mobilni plastokinon.

Uostalom, Q A je područje vezanosti za fotosustav II koji prihvaća dva elektrona u vremenskoj varijaciji između 200 i 600 nas. Nasuprot tome, Q B ima sposobnost pridruživanja i odvajanja fotosustava II, prihvaćanja i prijenosa elektrona u citokrom.

Na molekularnoj razini, kada je Q B smanjen, zamjenjuje se s drugim skupom slobodnih plastokinona unutar tilakoidne membrane. Između Q A i Q B nalazi se neionski Fe (Fe) atom+2) koji sudjeluje u elektroničkom prijevozu između njih.

Ukratko, QB interagira s aminokiselinskim ostacima u reakcijskom centru. Na taj način Q A i Q B dobivaju veliku razliku u redoks potencijalima.

Nadalje, budući da je Q B slabo vezan za membranu, može se lako odvojiti reduciranjem na QH 2. U tom stanju sposoban je prenijeti elektrone visoke energije primljene iz Q A u citokrom bc1-kompleks 8..

reference

  1. González, Carlos (2015) Fotosinteza. Preuzeto s: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosinteza: osnovni aspekti. Reduca (Biologija). Serija fiziologije biljaka. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Reguliranje alternativnog spajanja u biljke. Učinci svjetla retrogradnim signalima i proteinskom metil transferazom PRMT5.
  4. Sotelo Ailin (2014) Fotosinteza. Fakultet točnih, prirodnih i geodetskih znanosti. Katedra za fiziologiju biljaka (Studijski vodič).