Phân loại Plastoquinone, cấu trúc hóa học và chức năng



các plastoquinone (PQ) là một phân tử hữu cơ lipid, đặc biệt là một isoprenoid thuộc họ quinone. Trên thực tế, nó là một dẫn xuất chuỗi bên không bão hòa đa của quinone tham gia vào hệ thống ảnh photosystem II.

Nằm trong màng thylakoid của lục lạp, nó có đặc tính phân cực rất tích cực ở cấp độ phân tử. Thật vậy, tên plastoquinone bắt nguồn từ vị trí của nó trong lục lạp của thực vật bậc cao.

Trong quá trình quang hợp, bức xạ mặt trời bị bắt giữ trong hệ thống FS-II bởi diệp lục P-680 và sau đó bị oxy hóa bằng cách giải phóng một điện tử. Electron này tăng lên mức năng lượng cao hơn, được chọn bởi phân tử chấp nhận cử tri: plastoquinone (PQ).

Plastoquinones là một phần của chuỗi vận chuyển quang hợp điện tử. Chúng là nơi tích hợp các tín hiệu khác nhau và là yếu tố chính trong phản ứng của RSp31 với ánh sáng. Có khoảng 10 PQ trên mỗi FS-II bị khử và oxy hóa theo trạng thái chức năng của thiết bị quang hợp.

Do đó, các electron được chuyển qua một chuỗi vận chuyển trong đó một số cytochrom can thiệp, sau đó đến plastocyanin (PC), sẽ chuyển các electron sang các phân tử diệp lục của FS-I.

Chỉ số

  • 1 Phân loại
  • 2 Cấu trúc hóa học
    • 2.1 -Tổng hợp
  • 3 chức năng
    • 3.1 Pha sáng (PS-II)
  • 4 tài liệu tham khảo

Phân loại

Plastoquinone (C55H80Ôi2) là một phân tử liên kết với vòng benzen (quinone). Cụ thể, nó là một đồng phân của cyclohexadione, được đặc trưng bởi một hợp chất thơm được phân biệt bởi tiềm năng oxy hóa khử của nó.

Quinones được nhóm dựa trên cấu trúc và tính chất của chúng. Trong nhóm này benzoquinone được phân biệt, được tạo ra bởi quá trình oxy hóa hydroquinone. Các đồng phân của phân tử này là chỉnh hình-benzoquinone và cho-benzoquinone.

Mặt khác, plastoquinone tương tự như ubiquinone, vì chúng thuộc họ benzoquinone. Trong trường hợp này, cả hai đóng vai trò là chất nhận điện tử trong chuỗi vận chuyển trong quá trình quang hợp và hô hấp yếm khí.

Liên kết với tình trạng lipid của nó, nó được phân loại trong họ terpen. Đó là, những lipit tạo nên sắc tố thực vật và động vật, cung cấp màu cho các tế bào.

Cấu trúc hóa học

Plastoquinone được hình thành bởi một vòng hoạt động của benzen-quinone liên kết với chuỗi bên của polyisoprenoid. Trên thực tế, vòng thơm lục giác được liên kết với hai phân tử oxy bằng liên kết đôi tại các nguyên tử cacbon C-1 và C-4.

Yếu tố này trình bày chuỗi bên và bao gồm chín đồng phân liên kết với nhau. Theo đó, nó là một polyterpene hoặc isoprenoid, nghĩa là các polyme hydrocarbon của năm nguyên tử carbon isopren (2-methyl-1,3-butadiene).

Tương tự như vậy, nó là một phân tử prenylated, tạo điều kiện liên kết với màng tế bào, tương tự như neo lipid. Về vấn đề này, một nhóm kỵ nước đã được thêm vào chuỗi alkyl của nó (nhóm methyl CH3 phân nhánh ở vị trí R3 và R4).

-Sinh tổng hợp

Trong quá trình quang hợp, plastoquinone được tổng hợp liên tục, do vòng đời ngắn. Các nghiên cứu trong tế bào thực vật đã xác định rằng phân tử này vẫn hoạt động trong khoảng từ 15 đến 30 giờ.

Thật vậy, quá trình sinh tổng hợp plastoquinone là một quá trình rất phức tạp, liên quan đến 35 enzyme. Sinh tổng hợp có hai giai đoạn: lần thứ nhất xảy ra trong vòng benzen và giai đoạn thứ hai trong chuỗi bên.

Giai đoạn đầu

Trong giai đoạn đầu, quá trình tổng hợp vòng quinone-benzen và chuỗi prenyl được thực hiện. Vòng thu được từ chuỗi bên tyrosine và prenyl là kết quả của glyceraldehyd-3-phosphate và pyruvate.

Dựa trên kích thước của chuỗi polyisoprenoid, loại plastoquinone được thành lập.

Phản ứng ngưng tụ của vòng với chuỗi bên

Pha tiếp theo bao gồm phản ứng ngưng tụ của vòng với các chuỗi bên.

Axit homogentistic (HGA) là tiền thân của vòng benzen-quinone, được tổng hợp từ tyrosine, một quá trình xảy ra nhờ sự xúc tác của enzyme tyrosine amino-transferase.

Về phần mình, chuỗi bên prenyl bắt nguồn từ con đường methyl-erythritol phosphate (MEP). Các chuỗi này được xúc tác bởi enzyme solanesyl diphosphate synthetase để tạo thành solanesyl diphosphate (SPP).

Methyl-erythritol phosphate (MEP) tạo thành một quá trình trao đổi chất của sinh tổng hợp Isoprenoid. Sau khi hình thành cả hai hợp chất, sự ngưng tụ axit homogenístico với chuỗi solanesil diphosphate xảy ra, phản ứng được xúc tác bởi enzyme homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimethyl-plastoquinone

Cuối cùng, một hợp chất gọi là 2-dimethyl-plastoquinone có nguồn gốc, mà sau đó với sự can thiệp của enzyme methyl-transferase, cho phép thu được sản phẩm cuối cùng: plastoquinone.

Chức năng

Plastoquinones can thiệp vào quá trình quang hợp, một quá trình xảy ra với sự can thiệp của năng lượng từ ánh sáng mặt trời, dẫn đến chất hữu cơ giàu năng lượng từ sự biến đổi của chất nền vô cơ.

Pha sáng (PS-II)

Chức năng của plastoquinone được liên kết với pha sáng (PS-II) của quá trình quang hợp. Các phân tử plastoquinone tham gia vào quá trình chuyển electron được gọi là Q A và Q B.

Về vấn đề này, photosystem II (PS-II) là một phức hợp gọi là water-plastoquinone oxido-reductase, trong đó hai quá trình cơ bản được thực hiện. Quá trình oxy hóa của nước được xúc tác enzyme và giảm plastoquinone. Trong hoạt động này, các photon có bước sóng 680nm được hấp thụ.

Các phân tử Q A và Q B khác nhau về cách chúng chuyển các electron và tốc độ truyền. Ngoài ra, đối với loại liên kết (trang web ràng buộc) với hệ thống ảnh II. Người ta nói rằng Q A là plastoquinone cố định và Q B là plastoquinone di động.

Xét cho cùng, Q A là khu vực gắn với hệ thống ảnh II chấp nhận hai electron trong một biến đổi thời gian giữa 200 và 600 chúng ta. Ngược lại, Q B có khả năng tham gia và hủy tham gia hệ thống ảnh II, chấp nhận và chuyển các electron sang cytochrom.

Ở cấp độ phân tử, khi Q B bị giảm, nó được trao đổi với một tập hợp plastoquinon tự do khác trong màng thylakoid. Giữa Q A và Q B có một nguyên tử Fe (Fe) không ion+2) tham gia vận chuyển điện tử giữa chúng.

Tóm lại, Q B tương tác với dư lượng axit amin trong trung tâm phản ứng. Theo cách này, Q A và Q B thu được chênh lệch lớn trong các thế oxy hóa khử.

Hơn nữa, vì Q B liên kết yếu với màng, nên có thể dễ dàng tách ra bằng cách giảm xuống QH 2. Ở trạng thái này, nó có khả năng chuyển các electron năng lượng cao nhận được từ Q A sang phức hợp cytochrom bc1 8.

Tài liệu tham khảo

  1. González, Carlos (2015) Quang hợp. Lấy từ: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Quang hợp: Các khía cạnh cơ bản. Reduca (Sinh học). Dòng sinh lý thực vật. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Quy định ghép nối thay thế trong thực vật. Ảnh hưởng của ánh sáng bởi tín hiệu ngược và protein methyltransferase PRMT5.
  4. Sotelo Ailin (2014) Quang hợp. Khoa chính xác, khoa học tự nhiên và khảo sát. Chủ tịch sinh lý thực vật (Hướng dẫn học tập).