Ταξινόμηση πλαστοκινόνης, χημική δομή και λειτουργίες

Το πλαστοκινόνη (PQ) είναι ένα οργανικό μόριο λιπιδίου, συγκεκριμένα ένα ισοπρενοειδές της οικογένειας κινονών. Στην πραγματικότητα, είναι ένα πολυακόρεστο παράγωγο πλευρικής αλυσίδας της κινόνης που συμμετέχει στο φωτοσύστημα του φωτοσυστήματος II.

Βρίσκεται στην θυλακοειδής μεμβράνη των χλωροπλαστών, έχει πολύ ενεργό μη πολικό χαρακτήρα σε μοριακό επίπεδο. Πράγματι, η ονομασία πλακοκινόνη προέρχεται από τη θέση της στους χλωροπλάστες των ανώτερων φυτών.

Κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, η ηλιακή ακτινοβολία συλλαμβάνεται στο σύστημα FS-II από χλωροφύλλη P-680 και κατόπιν οξειδώνεται απελευθερώνοντας ένα ηλεκτρόνιο. Αυτό το ηλεκτρόνιο ανέρχεται σε ένα υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, το οποίο λαμβάνεται από το μόριο δέκτη ψηφοφόρων: πλαστοκινόνη (PQ).

Οι πλαστοκινόνες αποτελούν μέρος της ηλεκτρονικής αλυσίδας μεταφοράς φωτοσύνθεσης. Είναι ο τόπος ενσωμάτωσης διαφορετικών σημάτων και ένα βασικό στοιχείο στην ανταπόκριση του RSp31 στο φως. Υπάρχουν περίπου 10 PQ ανά FS-II που μειώνονται και οξειδώνονται σύμφωνα με τη λειτουργική κατάσταση της φωτοσυνθετικής συσκευής.

Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται μέσω μιας αλυσίδας μεταφορέα, στην οποία διάφορα κυτοχρώματα εμπλέκονται, να στη συνέχεια να φθάσουν το πλαστοκυανίνης (PC), η οποία θα μεταφέρει ηλεκτρόνια στα μόρια χλωροφύλλης FS-Ι.

Ευρετήριο

• 1 Ταξινόμηση
• 2 Χημική δομή
  • 2.1 - Βιοσύνθεση
• 3 Λειτουργίες
  • 3.1 Φάση φωτός (PS-II)
• 4 Αναφορές

Ταξινόμηση

Η πλαστοκινόνη (C.₅₅H₈₀Ο₂) είναι ένα μόριο που συνδέεται με ένα δακτύλιο βενζολίου (κινόνη). Συγκεκριμένα, είναι ένα ισομερές κυκλοεξαδιόνης, που χαρακτηρίζεται από το ότι είναι μια αρωματική ένωση διαφοροποιημένη από το δυναμικό οξειδοαναγωγής της.

Οι κινόνες ομαδοποιούνται με βάση τη δομή και τις ιδιότητές τους. Μέσα σε αυτή την ομάδα οι βενζοκινόνες διαφοροποιούνται, που παράγονται από την οξυγόνωση των υδροκινόνων. Τα ισομερή αυτού του μορίου είναι τα ortho-βενζοκινόνη και το για-βενζοκινόνη.

Από την άλλη πλευρά, η πλακοκινόνη είναι παρόμοια με την ουβικινόνη, επειδή ανήκουν στην οικογένεια βενζοκινών. Στην περίπτωση αυτή, και οι δύο χρησιμεύουν ως δέκτης ηλεκτρονίων στις αλυσίδες μεταφοράς κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης και της αναερόβιας αναπνοής.

Σε συνδυασμό με την κατάσταση των λιπιδίων, κατηγοριοποιείται στην οικογένεια τερπενών. Δηλαδή, εκείνα τα λιπίδια που συνθέτουν φυτικές και ζωικές χρωστικές, παρέχοντας χρώμα στα κύτταρα.

Χημική δομή

Η πλαστοκινόνη σχηματίζεται από έναν ενεργό δακτύλιο βενζολ-κινονη συνδεδεμένο με μια πλευρική αλυσίδα ενός πολυισοπρενοειδούς. Στην πραγματικότητα, ο εξαγωνικός αρωματικός δακτύλιος συνδέεται με δύο μόρια οξυγόνου μέσω διπλών δεσμών στους άνθρακες C-1 και C-4.

Αυτό το στοιχείο παρουσιάζει την πλευρική αλυσίδα και αποτελείται από εννέα ισοπρένια συνδεδεμένα μεταξύ τους. Συνεπώς, είναι ένα πολυτερπενίου ή ισοπρενοειδή, δηλαδή, πολυμερή υδρογονανθράκων πέντε άτομα άνθρακα ισοπρενίου (2-μεθυλο-1,3-βουταδιένιο).

Παρομοίως, είναι ένα προνυλιωμένο μόριο, το οποίο διευκολύνει τη δέσμευση σε κυτταρικές μεμβράνες, παρόμοια με τις λιπιδικές άγκυρες. Από την άποψη αυτή, μια υδρόφοβη ομάδα έχει προστεθεί στην αλκυλική αλυσίδα της (μεθυλομάδα CH3 διακλαδισμένη στη θέση R3 και R4).

-Βιοσύνθεση

Κατά τη διάρκεια της φωτοσυνθετικής διαδικασίας, η πλαστοκινόνη συντίθεται συνεχώς, λόγω του μικρού κύκλου ζωής της. Μελέτες σε φυτικά κύτταρα έχουν προσδιορίσει ότι αυτό το μόριο παραμένει ενεργό μεταξύ 15 και 30 ωρών.

Πράγματι, η βιοσύνθεση της πλαστοκινόνης είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία, που περιλαμβάνει μέχρι και 35 ένζυμα. Η βιοσύνθεση έχει δύο φάσεις: η πρώτη συμβαίνει στον δακτύλιο βενζολίου και η δεύτερη στις πλευρικές αλυσίδες.

Αρχική φάση

Στην αρχική φάση, πραγματοποιείται η σύνθεση του δακτυλίου κινόνης-βενζολίου και της προνύλης. Ο δακτύλιος που λαμβάνεται από πλευρικές αλυσίδες τυροσίνης και προνύλου είναι αποτελέσματα 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης και πυροσταφυλικού.

Με βάση το μέγεθος της πολυισοπρενοειδούς αλυσίδας, καθορίζεται ο τύπος της πλαστοκινόνης.

Αντίδραση συμπύκνωσης του δακτυλίου με τις πλευρικές αλυσίδες

Η επόμενη φάση περιλαμβάνει την αντίδραση συμπύκνωσης του δακτυλίου με τις πλευρικές αλυσίδες.

Η homogentístico οξύ (HGA) είναι ο προκάτοχος της αμινο τρανσφεράσης δακτυλίου βενζολίου-κινόνης, η οποία συντίθεται από τυροσίνη, διαδικασία που συμβαίνουν με κατάλυση του ενζύμου τυροσίνης.

Από την πλευρά της, οι προγενείς πλευρικές αλυσίδες προέρχονται από την οδό φωσφορικής μεθυλο-ερυθριτόλης (MEP). Αυτές οι αλυσίδες καταλύονται από το ένζυμο συνθετάση διφωσφορικού σολενοσυλίου για το σχηματισμό διφωσφορικού σολενοσυλίου (SPP).

Η φωσφορική μεθυλο-ερυθριτόλη (MEP) αποτελεί μεταβολική οδό βιοσύνθεσης ισοπρενοειδών. Μετά το σχηματισμό και των δύο ενώσεων, η συμπύκνωση λαμβάνει χώρα homogenístico σολανεζυλ διφωσφορικό αλύσου οξέος, αντίδραση που καταλύεται από ένζυμο homogentistato τρανσφεράση σολανεζυλ (HST).

2-διμεθυλο-πλακοκινόνη

Τέλος, μια ένωση που ονομάζεται 2-διμεθυλο-πλακοκινόνη προέρχεται, η οποία αργότερα με την παρέμβαση του ενζύμου μεθυλο-τρανσφεράση, επιτρέπει να ληφθεί ως τελικό προϊόν: η πλακοκινόνη.

Λειτουργίες

Plastoquinones εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση, η διαδικασία που συμβαίνει με τη λειτουργία της ενέργειας από το ηλιακό φως, καταλήγοντας σε πλούσια σε ενέργεια οργανικό υλικό από το μετασχηματισμό ενός ανόργανου υποστρώματος.

Φάση φωτός (PS-II)

Η λειτουργία της πλαστοκινόνης σχετίζεται με την φωτεινή φάση (PS-II) της φωτοσυνθετικής διαδικασίας. Τα μόρια πλαστοκινόνης που συμμετέχουν στη μεταφορά ηλεκτρονίων ονομάζονται QA και QB.

Από αυτή την άποψη, το φωτοσύστημα II (PS-II) είναι ένα σύμπλεγμα οξειδοαναγωγάσης νερού-πλαστοκινόνης, όπου διεξάγονται δύο βασικές διεργασίες. Η οξείδωση του νερού καταλύεται ενζυματικώς και λαμβάνει χώρα η μείωση της πλαστοκινόνης. Σε αυτή τη δραστηριότητα, απορροφώνται φωτόνια με μήκος κύματος 680 nm.

Τα μόρια QA και QB διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο μεταφέρουν τα ηλεκτρόνια και την ταχύτητα της μεταφοράς. Επιπλέον, για τον τύπο σύνδεσης (θέση πρόσδεσης) με το φωτοσύστημα II. Λέγεται ότι το QA είναι η σταθερή πλακοκινόνη και το QB είναι η κινητή πλαστοκινόνη.

Μετά από όλα, το Q A είναι η περιοχή της προσκόλλησης στο φωτοσύστημα II που δέχεται τα δύο ηλεκτρόνια σε χρονική διακύμανση μεταξύ 200 και 600 us. Αντίθετα, το QB έχει την ικανότητα να ενώνει και να αποσυνδέει το φωτοσύστημα ΙΙ, να δέχεται και να μεταφέρει ηλεκτρόνια στο κυτόχρωμα.

Στο μοριακό επίπεδο, όταν μειώνεται το QB, ανταλλάσσεται με ένα άλλο σύνολο από ελεύθερες πλαστοκινόνες μέσα στην θυλακοειδής μεμβράνη. Μεταξύ QA και QB υπάρχει ένα μη ιονικό άτομο Fe (Fe)⁺²) που συμμετέχει στις ηλεκτρονικές μεταφορές μεταξύ τους.

Συνοπτικά, το QB αλληλεπιδρά με τα υπολείμματα αμινοξέων στο κέντρο αντίδρασης. Με τον τρόπο αυτό τα QA και QB αποκτούν μια μεγάλη διαφορά στα δυναμικά οξειδοαναγωγής.

Επιπλέον, δεδομένου ότι το Q Β είναι πιο χαλαρά δεσμευμένο στην μεμβράνη, μπορεί να διαχωρίζονται εύκολα με τη μείωση να QH 2. Σε αυτή την κατάσταση είναι ικανό να μεταφέρει υψηλής ενέργειας ηλεκτρόνια που έλαβε από BC1 κυτοχρώματος σε Q A-σύμπλοκο 8.

Αναφορές

1. González, Carlos (2015) Φωτοσύνθεση. Ανακτήθηκε από: botanica.cnba.uba.ar
2. Pérez-Urria Carril, Έλενα (2009) Φωτοσύνθεση: Βασικές πτυχές. Reduca (Βιολογία). Σειρά Φυσιολογίας Φυτών. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) Ρύθμιση εναλλακτικών συγκολλήσεων σε φυτά. Επιδράσεις του φωτός με ανάδρομα σήματα και πρωτεϊνική μεθυλοτρανσφεράση PRMT5.
4. Sotelo Ailin (2014) Φωτοσύνθεση. Τμήμα Ακρινών, Φυσικών και Τοπογραφικών Επιστημών. Πρόεδρος της Φυσιολογίας Φυτών (Οδηγός Σπουδών).