การจำแนกประเภทของ Plastoquinone โครงสร้างและหน้าที่ทางเคมี

plastoquinone (PQ) เป็นโมเลกุลอินทรีย์ของไขมันโดยเฉพาะไอโซโทปอยด์ของตระกูล quinone ในความเป็นจริงมันเป็นอนุพันธ์ด้านห่วงโซ่ไม่อิ่มตัวของ quinone ที่มีส่วนร่วมในระบบภาพถ่าย photosystem II.

ตั้งอยู่ในเยื่อหุ้ม thylakoid ของคลอโรพลาสต์มันเป็นตัวละครเอกที่ใช้งานมากในระดับโมเลกุล อันที่จริงชื่อของ plastoquinone นั้นมาจากตำแหน่งในคลอโรพลาสต์ของพืชที่สูงขึ้น.

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ถูกจับในระบบ FS-II โดยคลอโรฟิลล์ P-680 และออกซิไดซ์โดยการปล่อยอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนนี้เพิ่มขึ้นสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งโมเลกุลของตัวเลือกผู้ตอบรับคือ: plastoquinone (PQ).

Plastoquinones เป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่การขนส่งด้วยแสงสังเคราะห์ทางอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาเป็นสถานที่ของการรวมสัญญาณที่แตกต่างกันและองค์ประกอบสำคัญในการตอบสนองของ RSp31 ต่อแสง มีประมาณ 10 PQ ต่อ FS-II ที่ลดลงและออกซิไดซ์ตามสถานะการทำงานของอุปกรณ์สังเคราะห์แสง.

ดังนั้นอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนผ่านห่วงโซ่การขนส่งซึ่ง cytochromes หลายอันเข้ามาถึง plastocyanin (PC) ซึ่งจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังโมเลกุลคลอโรฟิลล์ของ FS-I.

ดัชนี

• 1 การจำแนกประเภท
• 2 โครงสร้างทางเคมี
  • 2.1 -Biosynthesis
• 3 ฟังก์ชั่น
  • 3.1 ระยะแสง (PS-II)
• 4 อ้างอิง

การจัดหมวดหมู่

Plastoquinone (C₅₅H₈₀O₂) เป็นโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับวงแหวนเบนซีน (quinone) โดยเฉพาะมันเป็นไอโซเมอร์ของไซโคลเฮกซาโดเน่ซึ่งมีลักษณะเป็นสารประกอบอะโรมาติกที่มีความแตกต่างจากศักยภาพรีดอกซ์.

Quinones ถูกจัดกลุ่มตามโครงสร้างและคุณสมบัติ ภายในกลุ่มเบนโซควิโนนนี้มีความแตกต่างสร้างขึ้นโดยการเติมออกซิเจนของไฮโดรควิโนน ไอโซเมอร์ของโมเลกุลนี้คือ ออร์โธ-benzoquinone และ สำหรับ-benzoquinone.

ในทางตรงกันข้าม plastoquinone นั้นคล้ายคลึงกับ ubiquinone เพราะพวกมันเป็นของตระกูลเบนโซควิโนน ในกรณีนี้ทั้งคู่ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนในห่วงโซ่การขนส่งในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน.

เกี่ยวข้องกับสภาพไขมันมันถูกจัดประเภทในตระกูล terpenes นั่นคือไขมันเหล่านั้นที่ทำขึ้นจากเม็ดสีของพืชและสัตว์ให้สีแก่เซลล์.

โครงสร้างทางเคมี

Plastoquinone เกิดจากวงแหวนที่ใช้งานของเบนซีน - ควิโนนซึ่งเชื่อมโยงกับโซ่ด้านข้างของ ในความเป็นจริงแหวนอะคริลิกหกเหลี่ยมนั้นถูกยึดติดกับโมเลกุลออกซิเจนสองโมเลกุลโดยใช้พันธะคู่ที่ carbons C-1 และ C-4.

องค์ประกอบนี้นำเสนอห่วงโซ่ด้านข้างและประกอบด้วยเก้า isoprenes เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน ดังนั้นมันคือโพลีเทอเพนหรือไอโซพรีนอยด์ซึ่งก็คือโพลีเมอร์ไฮโดรคาร์บอนของอะตอมคาร์บอนห้าไอโซพรีน (2-methyl-1,3-butadiene).

ในทำนองเดียวกันมันเป็นโมเลกุล prenylated ซึ่งเอื้อต่อการจับกับเยื่อหุ้มเซลล์คล้ายกับจุดยึดไขมัน ในเรื่องนี้มีการเพิ่มกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำเข้าไปในโซ่อัลคิล (กลุ่มเมทิล CH3 แยกตัวในตำแหน่ง R3 และ R4).

-การสังเคราะห์

ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์แสง plastoquinone จะถูกสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องเนื่องจากวงจรชีวิตสั้น การศึกษาในเซลล์พืชได้พิจารณาแล้วว่าโมเลกุลนี้ยังคงทำงานอยู่ระหว่าง 15 ถึง 30 ชั่วโมง.

แท้จริงแล้วการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ plastoquinone เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมากซึ่งเกี่ยวข้องกับเอนไซม์มากถึง 35 เอนไซม์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพมีสองขั้นตอน: เกิดขึ้นครั้งแรกในแหวนเบนซินและที่สองในโซ่ด้านข้าง.

ระยะแรก

ในระยะเริ่มต้นจะทำการสังเคราะห์วงแหวน quinone-Benzene และโซ่ prenyl แหวนที่ได้จากไทโรซีนและโซ่ข้าง prenyl เป็นผลของ glyceraldehyde-3-phosphate และ pyruvate.

ขึ้นอยู่กับขนาดของห่วงโซ่โพลิไอโซพรีนอยด์ชนิดของพลาสติคควิโนน.

ปฏิกิริยาการควบแน่นของวงแหวนด้วยโซ่ด้านข้าง

ขั้นตอนต่อไปประกอบด้วยปฏิกิริยาการควบแน่นของวงแหวนด้วยโซ่ข้าง.

Homogentistic acid (HGA) เป็นบรรพบุรุษของวงแหวน benzene-quinone ซึ่งถูกสังเคราะห์จากไทโรซีนซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไทโรซีนอะมิโนถ่ายโอน.

สำหรับส่วนของโซ่ prenyl ด้านข้างมีต้นกำเนิดอยู่ในทางเดินเมธิล - เอริทรีนอลฟอสเฟต (MEP) โซ่เหล่านี้ถูกเร่งด้วยเอนไซม์ solanesyl diphosphate synthetase เพื่อสร้าง solanesyl diphosphate (SPP).

Methyl-erythritol phosphate (MEP) เป็นเส้นทางการเผาผลาญของการสังเคราะห์ไอโซพรีนอยด์ หลังจากการก่อตัวของสารประกอบทั้งสองชนิดการควบแน่นของกรดhomogenísticoกับสายโซ่ของ solanesil diphosphate เกิดขึ้นปฏิกิริยาถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ homogentistato solanesil-transferasa (HST).

2-dimethyl-plastoquinone

ในที่สุดสารประกอบที่เรียกว่า 2-dimethyl-plastoquinone มีต้นกำเนิดซึ่งต่อมาเมื่อมีการแทรกแซงของเอนไซม์ methyl-transferase จะช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์สุดท้าย: plastoquinone.

ฟังก์ชั่น

Plastoquinones แทรกแซงในการสังเคราะห์ด้วยแสงกระบวนการที่เกิดขึ้นกับการแทรกแซงของพลังงานจากแสงแดดส่งผลให้สารอินทรีย์ที่อุดมไปด้วยพลังงานจากการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นนินทรีย์.

เฟสแสง (PS-II)

ฟังก์ชั่นของ plastoquinone นั้นสัมพันธ์กับระยะแสง (PS-II) ของกระบวนการสังเคราะห์แสง plastoquinone โมเลกุลที่มีส่วนร่วมในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเรียกว่า Q A และ Q B.

ในเรื่องนี้ photosystem II (PS-II) เป็นสิ่งที่ซับซ้อนที่เรียกว่า water-plastoquinone oxido-reductase ซึ่งกระบวนการพื้นฐานทั้งสองดำเนินการ ออกซิเดชันของน้ำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์และการลดลงของ plastoquinone เกิดขึ้น ในกิจกรรมนี้โฟตอนที่มีความยาวคลื่น 680 นาโนเมตรจะถูกดูดซับ.

โมเลกุล Q A และ Q B แตกต่างกันไปตามวิธีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและความเร็วของการถ่ายโอน นอกจากนี้สำหรับประเภทของการผูก (การผูกเว็บไซต์) ด้วย photosystem II มีการกล่าวว่า Q A คือ plastoquinone คงที่และ Q B เป็น plastoquinone แบบเคลื่อนที่.

ท้ายที่สุดแล้ว Q A เป็นพื้นที่ของระบบไฟล์แนบ II ที่ยอมรับอิเลคตรอนสองตัวในช่วงเวลาระหว่าง 200 ถึง 600 เรา ในทางตรงกันข้าม Q B มีความสามารถในการเข้าร่วมและเข้าร่วมระบบถ่ายภาพที่สองรับและโอนอิเล็กตรอนไปยังไซโตโครม.

ในระดับโมเลกุลเมื่อ Q B ลดลงจะมีการแลกเปลี่ยนกับชุดของ plastoquinones อิสระภายในเยื่อหุ้ม thylakoid อีกชุดหนึ่ง ระหว่าง Q A และ Q B มีอะตอมที่ไม่ใช่อิออน Fe (Fe)⁺²) ที่เข้าร่วมในการขนส่งทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างพวกเขา.

โดยสรุป Q B โต้ตอบกับกรดอะมิโนตกค้างในศูนย์ปฏิกิริยา ด้วยวิธีนี้ Q A และ Q B จะได้ค่าต่าง ๆ มากมายในค่ารีดอกซ์.

ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจาก Q B ถูกผูกไว้อย่างอ่อนกับเยื่อหุ้มเซลล์จึงสามารถแยกออกได้อย่างง่ายดายโดยลดลงเหลือ QH 2 ในสถานะนี้มันสามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่ได้รับจาก Q A ไปยัง cytochrome bc1-complex.

การอ้างอิง

1. González, Carlos (2015) การสังเคราะห์ด้วยแสง สืบค้นจาก: botanica.cnba.uba.ar
2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) การสังเคราะห์แสง: มุมมองพื้นฐาน Reduca (ชีววิทยา) ชุดสรีรวิทยาพืช 2 (3): 1-47 ISSN: 1989-3620
3. Petrillo, Ezequiel (2011) กฎระเบียบของการประกบทางเลือกในพืช ผลของแสงโดยสัญญาณถอยหลังเข้าคลองและโปรตีนเมทิลtransferase PRMT5.
4. การสังเคราะห์ด้วยแสง Sotelo Ailin (2014) คณะวิชาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและการสำรวจ เก้าอี้ของพืชสรีรวิทยา (คู่มือการศึกษา).