Klasifikasi Plastoquinone, struktur dan fungsi kimia



itu plastoquinone (PQ) adalah molekul organik lipid, khususnya isoprenoid dari keluarga kuinon. Faktanya, ini adalah turunan rantai-tak jenuh ganda dari kuinon yang berpartisipasi dalam fotosistem II fotosistem.

Terletak di membran tilakoid kloroplas, itu adalah karakter apolar yang sangat aktif di tingkat molekuler. Memang, nama plastoquinone berasal dari lokasinya di kloroplas tanaman tingkat tinggi.

Selama fotosintesis, radiasi matahari ditangkap dalam sistem FS-II oleh klorofil P-680 dan kemudian dioksidasi dengan melepaskan elektron. Elektron ini naik ke tingkat energi yang lebih tinggi, yang diambil oleh molekul akseptor pemilih: plastoquinone (PQ).

Plastoquinones adalah bagian dari rantai transpor fotosintesis elektronik. Mereka adalah tempat integrasi sinyal yang berbeda dan elemen kunci dalam respons RSp31 terhadap cahaya. Ada sekitar 10 PQ per FS-II yang berkurang dan teroksidasi sesuai dengan keadaan fungsional perangkat fotosintesis.

Oleh karena itu, elektron ditransfer melalui rantai transpor di mana beberapa sitokrom ikut campur, untuk kemudian mencapai plastosianin (PC), yang akan mentransfer elektron ke molekul klorofil FS-I.

Indeks

  • 1 Klasifikasi
  • 2 struktur kimia
    • 2.1 -Biosintesis
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Fase cahaya (PS-II)
  • 4 Referensi

Klasifikasi

Plastoquinone (C55H80O2) adalah molekul yang terkait dengan cincin benzena (kuinon). Secara khusus, itu adalah isomer sikloheksadione, ditandai dengan menjadi senyawa aromatik yang dibedakan dengan potensi redoksnya..

Kuinon dikelompokkan berdasarkan struktur dan propertinya. Di dalam kelompok ini benzoquinon dibedakan, dihasilkan oleh oksigenasi hidrokuinon. Isomer dari molekul ini adalah ortho-benzoquinone dan untuk-benzoquinon.

Di sisi lain, plastoquinone mirip dengan ubiquinone, karena mereka milik keluarga benzoquinone. Dalam hal ini, keduanya berfungsi sebagai akseptor elektron dalam rantai transpor selama fotosintesis dan respirasi anaerob.

Terkait dengan kondisi lipidnya, ia dikategorikan dalam keluarga terpen. Yaitu, lipid yang membentuk pigmen tumbuhan dan hewan, memberikan warna pada sel.

Struktur kimia

Plastoquinone dibentuk oleh cincin aktif benzena-kuinon yang terkait dengan rantai samping polisoprenoid. Faktanya, cincin aromatik heksagonal terikat pada dua molekul oksigen melalui ikatan rangkap pada karbon C-1 dan C-4.

Elemen ini menyajikan rantai samping dan terdiri dari sembilan isopren yang dihubungkan bersama. Oleh karena itu, itu adalah polterpene atau isoprenoid, yaitu polimer hidrokarbon dari lima atom karbon isoprena (2-metil-1,3-butadiena).

Demikian juga, itu adalah molekul prenilasi, yang memfasilitasi pengikatan pada membran sel, mirip dengan jangkar lipid. Dalam hal ini, gugus hidrofobik telah ditambahkan ke rantai alkilnya (gugus metil CH3 bercabang di posisi R3 dan R4).

-Biosintesis

Selama proses fotosintesis, plastoquinone disintesis terus menerus, karena siklus hidupnya yang pendek. Studi dalam sel tanaman telah menentukan bahwa molekul ini tetap aktif antara 15 hingga 30 jam.

Memang, biosintesis plastoquinone adalah proses yang sangat kompleks, melibatkan hingga 35 enzim. Biosintesis memiliki dua fase: yang pertama terjadi di cincin benzena dan yang kedua di rantai samping.

Fase awal

Pada fase awal, sintesis cincin quinone-benzene dan rantai prenyl dilakukan. Cincin yang diperoleh dari rantai samping tirosin dan prenil adalah hasil gliseraldehida-3-fosfat dan piruvat.

Berdasarkan ukuran rantai polyisoprenoid, jenis plastoquinone dibuat.

Reaksi kondensasi cincin dengan rantai samping

Fase berikutnya terdiri dari reaksi kondensasi cincin dengan rantai samping.

Homogentistic acid (HGA) adalah pendahulu dari cincin benzene-quinone, yang disintesis dari tirosin, suatu proses yang terjadi berkat katalis enzim tirosin amino-transferase.

Untuk bagiannya, rantai samping prenil berasal dari jalur metil-erythritol fosfat (MEP). Rantai ini dikatalisis oleh enzim solanesyl diphosphate synthetase untuk membentuk solanesyl diphosphate (SPP).

Methyl-erythritol phosphate (MEP) merupakan jalur metabolisme biosintesis Isoprenoid. Setelah pembentukan kedua senyawa, terjadi kondensasi asam homogenistico dengan rantai solanesil difosfat, reaksi dikatalisis oleh enzim homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimethyl-plastoquinone

Akhirnya, senyawa yang disebut 2-dimethyl-plastoquinone berasal, yang kemudian dengan intervensi enzim methyl-transferase, memungkinkan untuk memperoleh produk akhir: plastoquinone.

Fungsi

Plastoquinones mengintervensi fotosintesis, suatu proses yang terjadi dengan intervensi energi dari sinar matahari, menghasilkan bahan organik yang kaya energi dari transformasi substrat anorganik..

Fase cahaya (PS-II)

Fungsi plastoquinone dikaitkan dengan fase cahaya (PS-II) dari proses fotosintesis. Molekul plastoquinone yang berpartisipasi dalam transfer elektron disebut Q A dan Q B.

Dalam hal ini, fotosistem II (PS-II) adalah kompleks yang disebut water-plastoquinone oxido-reductase, di mana dua proses mendasar dilakukan. Oksidasi air dikatalisis secara enzimatik dan terjadi pengurangan plastoquinone. Dalam aktivitas ini, foton dengan panjang gelombang 680 nm diserap.

Molekul Q A dan Q B berbeda dalam cara mereka mentransfer elektron dan kecepatan transfer. Selain itu, untuk jenis binding (situs pengikatan) dengan photosystem II. Dikatakan bahwa Q A adalah plastoquinone tetap dan Q B adalah plastoquinone seluler.

Bagaimanapun, Q A adalah area lampiran ke fotosistem II yang menerima dua elektron dalam variasi waktu antara 200 dan 600 kita. Sebaliknya, QB memiliki kemampuan untuk bergabung dan memisahkan fotosistem II, menerima dan mentransfer elektron ke sitokrom..

Pada tingkat molekuler, ketika Q B berkurang, ia ditukar dengan set plastoquinon bebas lainnya di dalam membran tilakoid. Antara Q A dan Q B ada atom Fe (Fe) non-ion+2) yang berpartisipasi dalam transportasi elektronik di antara mereka.

Singkatnya, QB berinteraksi dengan residu asam amino di pusat reaksi. Dengan cara ini Q A dan Q B memperoleh diferensial besar dalam potensi redoks.

Lebih lanjut, karena QB terikat lemah pada membran, ia dapat dengan mudah dipisahkan dengan direduksi menjadi QH 2. Dalam keadaan ini ia mampu mentransfer elektron berenergi tinggi yang diterima dari QA ke sitokrom bc1-complex 8.

Referensi

  1. González, Carlos (2015) Fotosintesis. Diperoleh dari: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosintesis: Aspek Dasar. Reduca (Biologi). Seri Fisiologi Tumbuhan. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Regulasi splicing alternatif pada tanaman. Efek cahaya oleh sinyal retrograde dan protein methyltransferase PRMT5.
  4. Sotelo Ailin (2014) Fotosintesis. Fakultas Ilmu Eksakta, Alam dan Survei. Ketua Fisiologi Tumbuhan (Panduan Studi).