Plastokinonklassificering, kemisk struktur och funktioner

3701
Basil Manning

De plastokinon (PQ) är en organisk lipidmolekyl, specifikt en isoprenoid av kinonfamiljen. I själva verket är det ett sidomättat fleromättat derivat av kinon som deltar i fotosystem II av fotosyntes..

Beläget i kloroplasterns tylakoidmembran, har apolar karaktär och är mycket aktiv på molekylär nivå. Namnet på plastokinon kommer faktiskt från dess läge i kloroplasterna hos högre växter.

Thylakoidmembran. Par Tameeria sur Wikipédia anglais [Allmän domän], via Wikimedia Commons

Under fotosyntes fångas solstrålning in i FS-II-systemet av klorofyll P-680 och oxideras sedan genom att frigöra en elektron. Denna elektron stiger till en högre energinivå, vilken plockas upp av väljaracceptormolekylen: plastokinon (PQ)..

Plastokinoner är en del av den fotosyntetiska elektrontransportkedjan. De är platsen för integrering av olika signaler och en nyckelbit i RSp31: s svar på ljus. Det finns cirka 10 PQ per FS-II som reduceras och oxideras i enlighet med det fotosyntetiska apparatens funktionella tillstånd..

Därför överförs elektronerna genom en transportkedja där flera cytokromer är involverade, för att senare nå plastocyanin (PC), vilket ger elektronerna klorofyllmolekyler av FS-I.

Artikelindex

  • 1 Klassificering
  • 2 Kemisk struktur
    • 2.1 -Biosyntes
  • 3 funktioner
    • 3.1 Ljusfas (PS-II)
  • 4 Referenser

Klassificering

Plastokinon (C55H80ELLERtvå) är en molekyl associerad med en bensenring (kinon). Specifikt är det en isomer av cyklohexadion, kännetecknad av att den är en aromatisk förening som differentieras av dess redoxpotential.

Kinoner grupperas baserat på deras struktur och egenskaper. Inom denna grupp differentieras bensokinoner, genererade genom syresättning av hydrokinoner. Isomererna av denna molekyl är orto-bensokinon och för att-bensokinon.

Å andra sidan liknar plastokinon ubiquinon, eftersom de tillhör bensokinonfamiljen. I det här fallet fungerar båda som elektronacceptorer i transportkedjor under fotosyntes och anaerob andning..

Förknippad med dess lipidstatus, kategoriseras den i terpenfamiljen. Det vill säga de lipider som utgör växt- och djurpigment som ger celler färg.

Kemisk struktur

Plastokinon består av en aktiv bensen-kinonring associerad med en sidokedja av en polyisoprenoid. I själva verket är den sexkantiga aromatiska ringen kopplad till två syremolekyler genom dubbelbindningar vid C-1 och C-4 kol..

Detta element har sidokedjan och består av nio isoprener kopplade ihop. Följaktligen är det en polyterpen eller isoprenoid, det vill säga kolvätepolymerer med fem kolatomer isopren (2-metyl-1,3-butadien).

På samma sätt är det en förenylerad molekyl som underlättar fästning till cellmembran, liksom lipidankare. I detta avseende har en hydrofob grupp tillsatts till sin alkylkedja (metylgrupp CH3 förgrenad i position R3 och R4).

-Biosyntes

Under den fotosyntetiska processen syntetiseras plastokinon kontinuerligt på grund av dess korta livscykel. Studier av växtceller har fastställt att denna molekyl förblir aktiv mellan 15 och 30 timmar.

I själva verket är biosyntes av plastokinon en mycket komplex process som involverar upp till 35 enzymer. Biosyntes har två faser: den första förekommer i bensenringen och den andra i sidokedjorna.

Inledande fas

I den inledande fasen genomfördes syntesen av kinon-bensenringen och prenylkedjan. Ringen erhållen från tyrosiner och prenyl-sidokedjor är resultatet av glyceraldehyd-3-fosfat och pyruvat..

Baserat på storleken på polyisoprenoidkedjan fastställs typen av plastokinon.

Ringkondensationsreaktion med sidokedjor

Nästa fas innefattar ringens kondensationsreaktion med sidokedjorna.

Homogentistsyra (HGA) är föregångaren till bensen-kinonringen, som syntetiseras från tyrosin, en process som sker tack vare katalysen av enzymet tyrosinaminotransferas.

Prenylsidokedjorna har för sin del sitt ursprung i metylerytritolfosfatvägen (MEP). Dessa kedjor katalyseras av enzymet solanesyldifosfatsyntetas för att bilda solanesyldifosfat (SPP).

Metylerytritolfosfat (MEP) utgör en metabolisk väg för biosyntes av isoprenoider. Efter bildandet av båda föreningarna sker kondensation av homogenistinsyra med solanesyldifosfatkedjan, en reaktion katalyserad av enzymet homogentistat solanesyl-transferas (HST).

2-dimetyl-plastokinon

Slutligen kommer en förening som kallas 2-dimetyl-plastokinon, som senare med ingripandet av enzymet metyltransferas gör det möjligt att erhålla som en slutprodukt: plastokinon.

Funktioner

Plastokinoner ingriper i fotosyntes, en process som sker med ingripande av energi från solljus, vilket resulterar i energirikt organiskt material från transformationen av ett oorganiskt substrat.

Lätt fas (PS-II)

Funktionen av plastokinon är förknippad med ljusfasen (PS-II) i fotosyntetiska processen. Plastokinonmolekylerna som är involverade i elektronöverföring kallas QA och QB.

I detta avseende är fotosystem II (PS-II) ett komplex som kallas vatten-plastokinonoxidreduktas, där två grundläggande processer utförs. Vattenoxidation katalyseras enzymatiskt och plastokinonreduktion sker. I denna aktivitet absorberas fotoner med en våglängd på 680 nm..

Molekylerna QA och QB skiljer sig åt i det sätt de överför elektroner och överföringshastigheten. Också på grund av typen av bindning (bindningsplats) med fotosystem II. QA sägs vara den fixerade plastokinonen och QB är den mobila plastokinonen.

QA är trots allt bindningssonen för fotosystem II som accepterar de två elektronerna i en tidsvariation mellan 200 och 600 us. Istället har QB förmågan att binda och lossna från fotosystem II, acceptera och överföra elektroner till cytokromet..

På molekylär nivå, när QB reduceras, byts det ut mot en annan av uppsättningen fria plastokinoner i tylakoidmembranet. Mellan Q A och Q B finns en icke-jonisk Fe-atom (Fe+två) som deltar i elektronisk transport mellan dem.

Kort sagt interagerar QB med aminosyrarester i reaktionscentret. På detta sätt får QA och QB en stor skillnad i redoxpotentialerna..

Eftersom QB är mer löst bunden till membranet kan den lätt separeras genom att reduceras till QH 2. I detta tillstånd kan den överföra högenergielektroner som tas emot från QA till cytokrom bc1-komplex 8.

Referenser

  1. González, Carlos (2015) Fotosyntes. Återställd på: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosyntes: Grundläggande aspekter. Reduca (biologi). Plant Physiology Series. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Reglering av alternativ skarvning i växter. Effekter av ljus genom retrograd signaler och PRMT5-protein metyltransferas.
  4. Sotelo Ailin (2014) Fotosyntes. Fakulteten för exakt, naturvetenskap och lantmäteri. Ordförande för växtfysiologi (studiehandbok).

Ingen har kommenterat den här artikeln än.