Plastoquinona: classificação, estrutura química e funções

O plastoquinona ( PQ ) é uma molécula orgânica de lípidos, especificamente uma família de isoprenóides de quinonas. De fato, é um derivado poliinsaturado da quinona que participa do fotossistema II da fotossíntese .

Localizado na membrana tilacoidal dos cloroplastos , possui um caráter apolar muito ativo no nível molecular. De fato, o nome da plastoquinona deriva de sua localização nos cloroplastos das plantas superiores.

Plastoquinona: classificação, estrutura química e funções 1

Membrana tilacoide. Tameeria sur Wikipédia anglais [Domínio público], via Wikimedia Commons

Durante a fotossíntese, a radiação solar é capturada no sistema FS-II pela clorofila P-680 e depois oxidada após a liberação de um elétron. Esse elétron sobe para um nível mais alto de energia, que é coletado pela molécula receptora do eleitor: plastoquinona (PQ).

As plastoquinonas fazem parte da cadeia de transporte eletrônico fotossintético. Eles são o local de integração de diferentes sinais e uma peça fundamental na resposta da RSp31 à luz. Existem cerca de 10 PQs por FS-II que são reduzidos e oxidados de acordo com o estado funcional do aparelho fotossintético.

Portanto, os elétrons são transferidos através de uma cadeia de transporte na qual vários citocromos intervêm e, em seguida, atingem a plastocianina (PC), que transfere os elétrons para as moléculas de clorofila do FS-I.

Classificação

A plastoquinona (C 55 H 80 O 2 ) é uma molécula associada a um anel benzeno (quinona). Especificamente, é um isômero da ciclohexadiona, caracterizado por ser um composto aromático diferenciado pelo seu potencial redox.

Quinones são agrupados com base em sua estrutura e propriedades. Dentro deste grupo, as benzoquinonas são diferenciadas, geradas pela oxigenação das hidroquinonas. Isômeros dessa molécula são o orto – benzoquinona e para benzoquinona.

Por outro lado, a plastoquinona é semelhante à ubiquinona, porque pertence à família das benzoquinonas. Nesse caso, ambos servem como aceitadores de elétrons nas cadeias de transporte durante a fotossíntese e a respiração anaeróbica.

Relacionado:  Damasco: características, habitat, propriedades, cultivo

Associado à sua condição lipídica, é classificado na família dos terpenos. Ou seja, aqueles lipídios que constituem os pigmentos vegetais e animais, fornecendo a cor às células.

Estrutura quimica

A plastoquinona é formada por um anel ativo de benzeno-quinona associado a uma cadeia lateral de um poliisoprenóide. De fato, o anel aromático hexagonal está ligado a duas moléculas de oxigênio através de ligações duplas nos carbonos C-1 e C-4.

Este elemento tem a cadeia lateral e é composto por nove isoprenes ligados entre si. Consequentemente, é um politerpeno ou isoprenóide, ou seja, polímeros de hidrocarbonetos de cinco átomos de carbono de isopreno (2-metil-1,3-butadieno).

Da mesma forma, é uma molécula pré-dilatada, que facilita a ligação às membranas celulares, semelhante às âncoras lipídicas. A este respeito, um grupo hidrofóbico foi adicionado à sua cadeia alquil (grupo metil CH3 ramificado na posição R3 e R4).

-Biossíntese

Durante o processo fotossintético, a plastoquinona é sintetizada continuamente, devido ao seu curto ciclo de vida. Estudos em células vegetais determinaram que essa molécula permanece ativa por 15 a 30 horas.

De fato, a biossíntese de plastoquinona é um processo muito complexo, no qual estão envolvidas até 35 enzimas. A biossíntese tem duas fases: a primeira ocorre no anel benzeno e a segunda nas cadeias laterais.

Fase inicial

Na fase inicial, é realizada a síntese do anel quinona-benzeno e da cadeia do vestuário. O anel obtido das tirosinas e as cadeias laterais do prenil são resultados de gliceraldeído-3-fosfato e piruvato.

Com base no tamanho da cadeia poliisoprenóide, o tipo de plastoquinona é estabelecido.

Reação de condensação do anel com as cadeias laterais

A próxima fase compreende a reação de condensação do anel com as cadeias laterais.

Relacionado:  Isomerases: processos, funções, nomenclatura e subclasses

O ácido homogentístico (HGA) é o antecessor do anel benzeno-quinona, que é sintetizado a partir da tirosina, um processo que ocorre graças à catálise da enzima tirosina amino transferase.

Por outro lado, as cadeias laterais do prenil se originam da via do metil eritritol fosfato (MEP). Essas cadeias são catalisadas pela enzima solanossifosfato sintetase para formar solanossifosfato (SPP).

O fosfato de metil-eritritol (MEP) é uma via metabólica para a biossíntese de isoprenoides. Após a formação de ambos os compostos, ocorre a condensação do ácido homogenístico com a cadeia do difosfato de solanossil, uma reação catalisada pela enzima homogentistat solanossil transferase (HST).

2-dimetil-plastoquinona

Finalmente, origina-se um composto chamado 2-dimetil-plastoquinona, que posteriormente com a intervenção da enzima metil-transferase, permite obter como produto final: plastoquinona.

Funções

As plastoquinonas estão envolvidas na fotossíntese, um processo que ocorre com a intervenção da energia da luz solar, resultando em matéria orgânica rica em energia pela transformação de um substrato inorgânico.

Fase leve (PS-II)

A função da plastoquinona está associada à fase leve (PS-II) do processo fotossintético. As moléculas de plastoquinona que participam da transferência de elétrons são chamadas de QA e Q B.

Nesse sentido, o fotossistema II (PS-II) é um complexo denominado água-plastoquinona-oxido-redutase, onde são realizados dois processos fundamentais. A oxidação da água é catalisada enzimaticamente e ocorre redução da plastoquinona. Nesta atividade, os fótons com comprimento de onda de 680 nm são absorvidos.

As moléculas QA e QB diferem na maneira como os elétrons se transferem e na taxa de transferência. Além disso, pelo tipo de ligação (local de ligação) ao fotossistema II. Diz-se que QA é a plastoquinona fixa e QB é a plastoquinona móvel.

Relacionado:  Sistema excretor de aves: estrutura e elementos

Afinal, o controle de qualidade é a zona de ligação ao fotossistema II que aceita os dois elétrons em uma variação de tempo entre 200 e 600 nós. Em vez disso, o QB tem a capacidade de se ligar e se dissociar do fotossistema II, aceitando e transferindo elétrons para o citocromo.

No nível molecular, quando o QB é reduzido, ele é trocado por outro conjunto de plastoquinonas livres na membrana do tilacoide. Entre QA e QB existe um átomo de Fe não iônico (Fe +2 ) que participa do transporte eletrônico entre eles.

Em resumo, o QB interage com os resíduos de aminoácidos no centro de reação. Dessa maneira, o controle de qualidade e o controle de qualidade adquirem um grande diferencial no potencial redox.

Além disso, como o QB é mais fracamente ligado à membrana, ele pode ser facilmente separado por redução ao QH 2. Nesse estado, é capaz de transferir elétrons de alta energia recebidos do controle de qualidade para o complexo do citocromo bc1 8.

Referências

  1. González, Carlos (2015) Fotossíntese. Recuperado em: botanica.cnba.uba.ar
  2. Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Fotossíntese: Aspectos Básicos. Reduca (Biologia). Série Fisiologia Vegetal. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
  3. Petrillo, Ezequiel (2011) Regulação de emendas alternativas em plantas. Efeitos da luz por sinais retrógrados e da metil transferase das proteínas PRMT5.
  4. Sotelo Ailin (2014) Fotossíntese. Faculdade de Ciências Exatas, Naturais e Agrimensura. Cadeira de Fisiologia Vegetal (Guia de Estudo).

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies