PLASTOKINON: KLASSIFISERING, KJEMISK STRUKTUR OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

Den plastoquinone ( PQ ) er et lipid organisk molekyl, nærmere bestemt isoprenoid en familie av kinoner. Det er faktisk et flerumettet derivat av kinon i sidekjeden som deltar i fotosystem II av fotosyntesen.

Ligger i thylakoidmembranen til kloroplaster, den er apolær i karakter og er veldig aktiv på molekylnivå. Faktisk stammer navnet på plastokinon fra sin beliggenhet i kloroplastene til høyere planter.

Thylakoid membran. Par Tameeria sur Wikipediaédia anglais, via Wikimedia Commons

Under fotosyntesen fanges solstråling i FS-II-systemet av klorofyll P-680 og oksideres deretter ved å frigjøre et elektron. Dette elektronet stiger til et høyere energinivå, som blir plukket opp av velgerens akseptormolekyl: plastokinon (PQ).

Plastokinoner er en del av den fotosyntetiske elektrontransportkjeden. De er stedet for integrering av forskjellige signaler og en nøkkeldel i RSp31s respons på lys. Det er omtrent 10 PQ per FS-II som reduseres og oksideres i henhold til den funksjonelle tilstanden til det fotosyntetiske apparatet.

Derfor blir elektronene overført gjennom en transportkjede der flere cytokromer er involvert, for senere å nå plastocyanin (PC), som vil gi elektronene til klorofyllmolekyler av FS-I.

Klassifisering

Plastokinon (C ₅₅ H ₈₀ O ₂ ) er et molekyl assosiert med en benzenring (kinon). Spesielt er det en isomer av cyclohexadione, karakterisert ved å være en aromatisk forbindelse som er differensiert av redokspotensialet.

Kinooner er gruppert basert på deres struktur og egenskaper. Innenfor denne gruppen er benzokinoner differensiert, generert ved oksygenering av hydrokinoner. Isomerene av dette molekylet er orto-benzokinon og para-benzokinon.

På den annen side ligner plastokkinon til ubikinon, fordi de tilhører benzokinon-familien. I dette tilfellet fungerer begge som elektronakseptorer i transportkjeder under fotosyntesen og anaerob respirasjon.

Assosiert med lipidstatusen er den kategorisert i terpenfamilien. Det vil si de lipidene som utgjør plante- og dyrepigmenter, som gir farger til celler.

Kjemisk struktur

Plastokinon består av en aktiv benzen-kinonring assosiert med en sidekjede av et polyisoprenoid. Faktisk er den sekskantede aromatiske ringen knyttet til to oksygenmolekyler gjennom dobbeltbindinger ved C-1- og C-4-karbonatene.

Dette elementet har sidekjeden og er sammensatt av ni isoprener koblet sammen. Følgelig er det en polyterpen eller isoprenoid, det vil si polymerer av et hydrokarbon med fem karbonatomer isopren (2-metyl-1,3-butadien).

På samme måte er det et prenylert molekyl, som letter feste til cellemembraner, på lik linje med lipidankere. I denne forbindelse er en hydrofob gruppe blitt satt til sin alkylkjede (metylgruppe CH3 forgrenet i posisjon R3 og R4).

-Biosynthesis

Under den fotosyntetiske prosessen syntetiseres plastokkinon kontinuerlig på grunn av den korte livssyklusen. Studier i planteceller har bestemt at dette molekylet forblir aktivt mellom 15 til 30 timer.

Faktisk er plastokkinonbiosyntese en veldig kompleks prosess som involverer opptil 35 enzymer. Biosyntese har to faser: den første forekommer i benzenringen og den andre i sidekjedene.

Innledende fase

I den innledende fasen blir syntesen av kinon-benzenringen og prenylkjeden utført. Ringen oppnådd fra tyrosiner og prenyl-sidekjeder er resultatet av glyseraldehyd-3-fosfat og pyruvat.

Basert på størrelsen på polyisoprenoidkjeden, er typen plastokinon etablert.

Ringkondensasjonsreaksjon med sidekjeder

Den neste fasen omfatter kondensasjonsreaksjonen til ringen med sidekjedene.

Homogentistic acid (HGA) er forgjengeren til benzen-kinonringen, som er syntetisert fra tyrosin, en prosess som skjer takket være katalysen av enzymet tyrosin-aminotransferase.

For deres del har prenyl-sidekjeder sin opprinnelse i metyl erytritolfosfat (MEP). Disse kjedene blir katalysert av enzymet solanesyldifosfat-syntetase for å danne solanesyldifosfat (SPP).

Metylerytritolfosfat (MEP) utgjør en metabolsk vei for biosyntesen av isoprenoider. Etter dannelsen av begge forbindelser skjer kondensasjonen av homogenistisk syre med solanesyldifosfatkjeden, en reaksjon katalysert av enzymet homogentistat solanesyl-transferase (HST).

2-dimetyl-plastoquinone

Til slutt stammer en forbindelse som kalles 2-dimetyl-plastokinon, som senere med intervensjon av enzymet metyl-transferase muliggjør oppnåelse som sluttprodukt: plastokkinon.

Egenskaper

Plastokinoner er involvert i fotosyntesen, en prosess som skjer med intervensjon av energi fra sollys, noe som resulterer i energirikt organisk materiale fra transformasjonen av et uorganisk substrat.

Lysfase (PS-II)

Funksjonen til plastokinon er assosiert med lysfasen (PS-II) i den fotosyntetiske prosessen. Plastokinonmolekylene som deltar i elektronoverføring kalles QA og Q B.

I denne forbindelse er fotosystem II (PS-II) et kompleks som kalles vann-plastokinonoksyd-reduktase, der to grunnleggende prosesser utføres. Oksidasjon av vann blir enzymatisk katalysert og reduksjon av plastokinon skjer. I denne aktiviteten blir fotoner med en bølgelengde på 680 nm absorbert.

QA- og QB-molekylene er forskjellige i måten de overfører elektron på og overføringshastigheten. På grunn av typen binding (bindingssted) med fotosystem II. QA sies å være det faste plastokinonet og QB er det mobile plastokinonet.

Tross alt er QA fotosystemet II-bindingssone som aksepterer de to elektronene i en tidsvariasjon mellom 200 og 600 oss. I stedet har QB muligheten til å binde og løsne fra fotosystem II ved å akseptere og overføre elektroner til cytokrom.

Når molekylært nivå reduseres, byttes det mot et annet sett av frie plastokinoner i thylakoidmembranen. Mellom QA og QB er det et ikke-ionisk Fe-atom (Fe ⁺² ) som deltar i den elektroniske transporten mellom dem.

Oppsummert samhandler QB med aminosyrerester i reaksjonssenteret. På denne måten får QA og QB en stor forskjell i redokspotensialene.

Siden QB er mer løst bundet til membranen, kan den dessuten lett skilles ved å bli redusert til QH 2. I denne tilstanden er den i stand til å overføre elektroner med høy energi mottatt fra QA til cytokrom bc1-komplekset 8.

referanser

1. González, Carlos (2015) Fotosyntesen. Gjenopprettet på: botanica.cnba.uba.ar
2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotosyntese: grunnleggende aspekter. Reduca (biologi). Plantefysiologiserien. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) Regulering av alternativ spleising i planter. Effekter av lys ved ettergraderte signaler og av PRMT5-proteinmetyltransferase.
4. Sotelo Ailin (2014) Fotosyntesen. Fakultet for eksakt, naturvitenskap og kartlegging. Styreleder for plantefysiologi (studieveiledning).