- classificació
- estructura química
- -Biosíntesis
- fase inicial
- Reacció de condensació de l'anell amb les cadenes laterals
- 2-dimetil-plastoquinona
- funcions
- Fase lumínica (PS-II)
- referències
La plastoquinona (PQ) és una molècula orgànica lipídica, específicament un isoprenoide de la família de les quinones. De fet, és un derivat poliinsaturat de cadena lateral de l'quinona que participa al fotosistema II de la fotosíntesi.
Localitzada a la membrana tilacoidal dels cloroplasts, és de caràcter apolar molt activa a nivell molecular. En efecte, el nom de la plastoquinona deriva de la seva localització en els cloroplasts de les plantes superiors.
Membrana de l'tilacoide. Parell Tameeria sud Wikipédia anglais, via Wikimedia Commons
Durant la fotosíntesi, la radiació solar és captada en el sistema FS-II per la clorofil·la P-680 per després oxidar a l'alliberar un electró. Aquest electró ascendeix a un nivell superior d'energia, que és recollit per la molècula acceptora d'electors: plastoquinona (PQ).
Les plastoquinonas formen part de la cadena de transport electrònic fotosintètic. Són el lloc d'integració de diferents senyals i una peça clau en la resposta de RSp31 a la llum. Existeixen al voltant de 10 PQ per FS-II que es redueixen i oxidant segons l'estat funcional de l'aparell fotosintètic.
Per tant, els electrons es transfereixen a través d'una cadena transportadora en la qual intervenen diversos citocroms, per després arribar fins a la plastocianina (PC), que cedirà els electrons a molècules de clorofil·la de l'FS-I.
classificació
La plastoquinona (C 55 H 80 O 2) és una molècula associada a un anell benzènic (quinona). Concretament és un isòmer de la ciclohexadiona, caracteritzada per ser un compost aromàtic diferenciat pel seu potencial redox.
Les quinones s'agrupen en base a la seva estructura i propietats. Dins d'aquest grup es diferencien les benzoquinonas, generades per l'oxigenació de les hidroquinones. Els isòmers d'aquesta molècula són la orto -benzoquinona i la per -benzoquinona.
D'altra banda, la plastoquinona és similar a la ubiquinona, pel fet que pertanyen a la família de les benzoquinonas. En aquest cas, totes dues serveixen com a acceptor d'electrons en cadenes de transport durant la fotosíntesi i la respiració anaeròbica.
Associat a la seva condició de lípid, es categoritza en la família dels terpens. És a dir, aquells lípids que constitueixen els pigments vegetals i animals, proporcionant el color a les cèl·lules.
estructura química
La plastoquinona està formada per un anell actiu de benzè-quinona associat a una cadena lateral d'un poliisoprenoide. De fet, l'anell aromàtic hexagonal aquesta enllaçat a dues molècules d'oxigen per mitjà de dobles enllaços en els carbonis C-1 i C-4.
Aquest element presenta la cadena lateral i està composta per nou isoprens enllaçats entre si. En conseqüència, és un politerpeno o isoprenoide, és a dir, polímers d'hidrocarbur de cinc àtoms de carboni isoprè (2-metil-1,3 butadiè).
Igualment, és una molècula prenilada, que facilita la unió a les membranes cel·lulars, similar als ancoratges lipídics. A l'respecte, s'ha afegit un grup hidrofòbic a la seva cadena alquílica (grup metil CH3 ramificat en posició R3 i R4).
-Biosíntesis
Durant el procés fotosintètic, la plastoquinona se sintetitza contínuament, per la seva breu cicle de vida. Estudis en cèl·lules vegetals han determinat que aquesta molècula es manté activa entre 15 a 30 hores.
En efecte, la biosíntesi de la plastoquinona és un procés molt complex, en el qual intervenen fins a 35 enzims. La biosíntesi presenta dues fases: la primera passa en l'anell benzènic i la segona en les cadenes laterals.
fase inicial
En la fase inicial es realitza la síntesi de l'anell de quinona-benzè i de la cadena de prenil. L'anell obtingut de les tirosines i les cadenes laterals de prenil són resultats de l'gliceraldehid-3-fosfat i de l'piruvat.
Basant-se la mida de la cadena de l'poliisoprenoide, s'estableix el tipus de plastoquinona.
Reacció de condensació de l'anell amb les cadenes laterals
La següent fase comprèn la reacció de condensació de l'anell amb les cadenes laterals.
L'àcid homogentístico (HGA) és el predecessor de l'anell benzè-quinona, que se sintetitza a partir de la tirosina, procés que ocorre gràcies a la catàlisi de l'enzim tirosina amino-transferasa.
Per la seva banda, les cadenes laterals de prenil s'originen en la via de l'metil-eritritol fosfat (MEP). Aquestes cadenes són catalitzades per l'enzim solanesil difosfat-sintetasa per formar solanesil difosfat (SPP).
El metil-eritritol fosfat (MEP) constitueix una ruta metabòlica de la biosíntesi de Isoprenoides. Posterior a la formació de tots dos compostos, succeeix la condensació de l'àcid homogenístico amb la cadena de solanesil difosfat, reacció catalitzada per l'enzim homogentistato solanesil-transferasa (HST).
2-dimetil-plastoquinona
Finalment s'origina un compost denominat 2-dimetil-plastoquinona, que posteriorment amb la intervenció de l'enzim metil-transferasa, permet obtenir com a producte final: la plastoquinona.
funcions
Les plastoquinonas intervenen en la fotosíntesi, procés que ocorre amb la intervenció de l'energia provinent de la llum solar, tenint com a resultat matèria orgànica rica en energia a partir de la transformació d'un substrat inorgànic.
Fase lumínica (PS-II)
La funció de la plastoquinona aquesta associada a la fase lumínica (PS-II) de l'procés fotosintètic. Les molècules de plastoquinona que participen en la transferència d'electrons es denominen QA i Q B.
A l'qüestió, el fotosistema II (PS-II) és un complex denominat aigua-plastoquinona òxid-reductasa, on es realitzen dos processos fonamentals. Es catalitza enzimàticament l'oxidació de l'aigua i ocorre la reducció de la plastoquinona. En aquesta activitat es absorbeixen els fotons amb una longitud d'ona de 680 nm.
Les molècules QA i QB difereixen en la forma com transfereixen els electrons i la velocitat de la transferència. A més, pel tipus d'unió (binding site) amb el fotosistema II. Es diu que QA és la plastoquinona fixa i QB és la plastoquinona mòbil.
Després de tot, QA és la zona d'unió a l'fotosistema II que accepta els dos electrons en una variació de temps entre 200 i 600 us. En canvi, QB té la capacitat d'unir-se i desunir de l'fotosistema II, acceptant i transferint els electrons a citocrom.
A nivell molecular, a l'reduir-QB, s'intercanvia per una altra de conjunt de plastoquinonas lliures dins de la membrana tilacoidal. Entre QA i QB ha un àtom de Fe no iònic (Fe +2) que participa en el transport electrònic entre elles.
En resum, la QB interactua amb els residus d'aminoàcids en el centre de reacció. D'aquesta manera QA i QB adquireixen un gran diferencial en els potencials redox.
A més, atès que QB està més dèbilment unit a la membrana, es pot separar fàcilment a l'reduir-se a QH 2. En aquest estat és capaç de transferir electrons d'alta energia rebuts de QA a citocrom BC1-complex agost.
referències
- González, Carlos (2015) La Fotosíntesi. Recuperat a: botanica.cnba.uba.ar
- Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosíntesi: Aspectes Bàsics. Reduca (Biologia). Sèrie Fisiologia Vegetal. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
- Petrillo, Ezequiel (2011) Regulació de l'splicing alternatiu en plantes. Efectes de la llum per senyals retrògrades i de la metil-transferasa de proteïnes PRMT5.
- Sotelo Ailin (2014) Fotosíntesi. Facultat de Ciències Exactes, Naturals i Agrimensura. Catedra de Fisiologia Vegetal (Guia d'Estudi).