Klasifikasi Plastoquinone, struktur kimia dan fungsi



The plastoquinone (PQ) adalah molekul organik lipid, khususnya isoprenoid keluarga quinone. Malah, ia adalah derivatif rantaian sampingan polyunsaturated dari quinone yang mengambil bahagian dalam photosystem II photosystem.

Terletak di membran thylakoid daripada kloroplas, ia adalah watak apolar yang sangat aktif pada tahap molekul. Sesungguhnya, nama plastoquinone berasal dari lokasinya di kloroplas tumbuhan yang lebih tinggi.

Semasa fotosintesis, sinaran matahari ditangkap dalam sistem FS-II oleh klorofil P-680 dan kemudian dioksidakan dengan melepaskan elektron. Elektron ini naik ke tahap tenaga yang lebih tinggi, yang diambil oleh molekul penerima pengundi: plastoquinone (PQ).

Plastoquinones adalah sebahagian daripada rangkaian pengangkutan fotosintesis elektronik. Mereka adalah tempat penyepaduan isyarat yang berbeza dan unsur utama dalam sambutan RSp31 ke cahaya. Terdapat sekitar 10 PQ setiap FS-II yang dikurangkan dan dioksidakan mengikut keadaan fungsi peranti fotosintesis.

Oleh itu, elektron dipindahkan melalui rantaian pengangkutan di mana beberapa cytochromes campur tangan, kemudian mencapai plastocyanin (PC), yang akan memindahkan elektron ke molekul klorofil FS-I.

Indeks

  • 1 Klasifikasi
  • 2 Struktur kimia
    • 2.1 -Biosintesis
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Fasa cahaya (PS-II)
  • 4 Rujukan

Pengkelasan

Plastoquinone (C55H80O2) adalah molekul yang berkaitan dengan cincin benzena (quinone). Khususnya, ia adalah isomer dari siklohexadione, dicirikan dengan menjadi sebatian aromatik yang dibezakan oleh potensi redoksinya.

Quinones dikumpulkan berdasarkan struktur dan sifatnya. Dalam benzoquinones kumpulan ini dibezakan, dihasilkan oleh oksigenasi hidrokuonon. Isomer molekul ini adalah ortho-benzoquinone dan untuk-benzoquinone.

Sebaliknya, plastoquinone sama dengan ubiquinone, kerana ia tergolong dalam keluarga benzoquinone. Dalam kes ini, kedua-duanya bertindak sebagai penerima elektron dalam rantai pengangkutan semasa fotosintesis dan respirasi anaerob.

Berkaitan dengan keadaan lipidnya, ia dikategorikan dalam keluarga terpenes. Iaitu, lipid yang membentuk pigmen tumbuhan dan haiwan, memberikan warna kepada sel-sel.

Struktur kimia

Plastoquinone dibentuk oleh cincin aktif benzena-quinone yang berkaitan dengan rantaian sisi polisoprenoid. Bahkan, cincin aromatik heksagon dilambangkan kepada dua molekul oksigen dengan menggunakan ikatan berganda pada karbon C-1 dan C-4.

Unsur ini membentangkan rantai sampingan dan terdiri daripada sembilan isoprene yang dikaitkan bersama. Oleh itu, ia adalah poliester atau isoprenoid, iaitu, polimer hidrokarbon daripada lima isotop karbon (2-metil-1,3-butadiena).

Begitu juga, ia adalah molekul prenylated, yang memudahkan mengikat membran sel, sama dengan sauh lipid. Dalam hal ini, kumpulan hidrofobik telah ditambahkan kepada rantaian alkilnya (kumpulan metil CH3 bercabang di kedudukan R3 dan R4).

-Biosintesis

Semasa proses fotosintesis, plastoquinone disintesis secara berterusan, disebabkan oleh kitaran hayat yang pendek. Kajian di sel tumbuhan telah menentukan bahawa molekul ini tetap aktif antara 15 hingga 30 jam.

Sesungguhnya, biosintesis plastoquinone adalah proses yang sangat kompleks, yang melibatkan sehingga 35 enzim. Biosintesis mempunyai dua fasa: yang pertama berlaku dalam cincin benzene dan yang kedua di rantai sampingan.

Fasa awal

Pada fasa awal, sintesis cincin quinone-benzene dan rantai prenyl dilakukan. Cincin yang diperolehi dari tyrosin dan rantaian prenyl adalah hasil gliseraldehid-3-fosfat dan piruvat.

Berdasarkan saiz rantai polyisoprenoid, jenis plastoquinone ditubuhkan.

Reaksi kondensasi gelang dengan rantai sampingan

Fasa seterusnya terdiri daripada reaksi pemeluwapan gelang dengan rantai sampingan.

Asam homogentistik (HGA) adalah pendahulunya cincin benzena-quinone, yang disintesis daripada tirosin, suatu proses yang berlaku berkat pengangkatan enzim tyrosine amino-transferase.

Untuk bahagiannya, rantai sampingan prenyl berasal dari laluan metil-erythritol fosfat (MEP). Rantai-rantai ini dipangkin oleh enzim solanesil diphosphate synthetase untuk membentuk solanesyl diphosphate (SPP).

Methyl-erythritol phosphate (MEP) merupakan laluan metabolik biosintesis Isoprenoid. Selepas pembentukan kedua-dua sebatian ini, pemeluwapan asid homogenisstico dengan rangkaian solanesil diphosphate berlaku, tindak balas yang dipangkin oleh enzyme homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimetil-plastoquinone

Akhirnya, sebatian yang dipanggil 2-dimetil-plastoquinone berasal, yang kemudiannya dengan campur tangan enzim metil-transferase, membolehkan untuk mendapatkan sebagai produk akhir: plastoquinone.

Fungsi

Plastoquinones campur tangan dalam fotosintesis, proses yang berlaku dengan campur tangan tenaga dari cahaya matahari, menghasilkan bahan organik yang kaya dengan tenaga daripada transformasi substrat anorganik.

Fasa cahaya (PS-II)

Fungsi plastoquinone dikaitkan dengan fasa cahaya (PS-II) proses fotosintesis. Molekul plastoquinone yang mengambil bahagian dalam pemindahan elektron dipanggil Q A dan Q B.

Dalam hal ini, photosystem II (PS-II) adalah kompleks yang disebut water-plastoquinone oxido-reductase, di mana dua proses asas dilakukan. Pengoksidaan air dikatalisasi secara enzimatik dan pengurangan plastoquinone berlaku. Dalam aktiviti ini, foton dengan panjang gelombang 680 nm diserap.

Molekul Q A dan Q B berbeza dengan cara mereka memindahkan elektron dan kelajuan pemindahan. Di samping itu, untuk jenis mengikat (tapak mengikat) dengan photosystem II. Dikatakan bahawa Q A adalah plastoquinone tetap dan Q B adalah plastoquinone mudah alih.

Lagipun, Q A adalah bidang lampiran kepada photosystem II yang menerima dua elektron dalam variasi masa antara 200 dan 600 kita. Sebaliknya, QB mempunyai keupayaan untuk menyertai dan menyerang sistem fotografi II, menerima dan memindahkan elektron kepada cytochrome.

Di peringkat molekul, apabila QB dikurangkan, ia ditukar untuk satu lagi set plastoquinones percuma dalam membran thylakoid. Antara Q A dan Q B terdapat atom Fe (Fe) bukan ionik+2) yang mengambil bahagian dalam pengangkutan elektronik di antara mereka.

Ringkasnya, Q B berinteraksi dengan residu asid amino di pusat reaksi. Dengan cara ini Q A dan Q B memperoleh perbezaan besar dalam potensi redoks.

Tambahan pula, kerana QB lemah terikat pada membran, ia boleh dengan mudah dipisahkan dengan dikurangkan menjadi QH 2. Dalam keadaan ini ia mampu memindahkan elektron tenaga tinggi yang diterima dari Q A ke cytochrome bc1-complex 8.

Rujukan

  1. González, Carlos (2015) Photosynthesis. Diperolehi daripada: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Photosynthesis: Aspek Asas. Reduca (Biologi). Siri Fisiologi Loji. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Peraturan splicing alternatif dalam tumbuhan. Kesan cahaya oleh isyarat retrograde dan metiltransferase protein PRMT5.
  4. Sotelo Ailin (2014) Photosynthesis. Fakulti Sains, Alam Semulajadi dan Sains Ukur. Ketua Fisiologi Tanaman (Panduan Kajian).