Il plastochinone (PQ) è una molecola lipidica organica, in particolare un isoprenoide della famiglia dei chinoni. Infatti, è un derivato polinsaturo a catena laterale del chinone che partecipa al fotosistema II della fotosintesi..
Situato nella membrana tilacoide dei cloroplasti, ha carattere apolare ed è molto attivo a livello molecolare. In effetti, il nome del plastochinone deriva dalla sua posizione nei cloroplasti delle piante superiori.
Durante la fotosintesi, la radiazione solare viene catturata nel sistema FS-II dalla clorofilla P-680 e quindi ossidata rilasciando un elettrone. Questo elettrone sale a un livello di energia più elevato, che viene captato dalla molecola dell'accettore elettore: il plastochinone (PQ)..
I plastochinoni fanno parte della catena di trasporto degli elettroni fotosintetici. Sono il sito di integrazione di diversi segnali e un elemento chiave nella risposta di RSp31 alla luce. Esistono circa 10 PQ per FS-II che vengono ridotti e ossidati in base allo stato funzionale dell'apparato fotosintetico..
Pertanto, gli elettroni vengono trasferiti attraverso una catena di trasporto in cui sono coinvolti diversi citocromi, per raggiungere successivamente la plastocianina (PC), che darà gli elettroni alle molecole di clorofilla di FS-I.
Indice articolo
Plastochinone (C.55H80ODue) è una molecola associata a un anello benzenico (chinone). Nello specifico è un isomero del cicloesadione, caratterizzato dall'essere un composto aromatico differenziato per il suo potenziale redox.
I chinoni sono raggruppati in base alla loro struttura e proprietà. All'interno di questo gruppo si differenziano i benzochinoni, generati dall'ossigenazione degli idrochinoni. Gli isomeri di questa molecola sono i orto-benzochinone e in modo da-benzochinone.
D'altra parte, il plastochinone è simile all'ubichinone, perché appartiene alla famiglia dei benzochinoni. In questo caso, entrambi fungono da accettori di elettroni nelle catene di trasporto durante la fotosintesi e la respirazione anaerobica..
Associato al suo stato lipidico, è classificato nella famiglia dei terpeni. Cioè, quei lipidi che compongono pigmenti vegetali e animali, fornendo colore alle cellule.
Il plastochinone è costituito da un anello benzene-chinone attivo associato a una catena laterale di un poliisoprenoide. Infatti l'anello aromatico esagonale è legato a due molecole di ossigeno tramite doppi legami ai carboni C-1 e C-4..
Questo elemento ha la catena laterale ed è composto da nove isoprene collegate tra loro. Di conseguenza, è un polyterpene o isoprenoide, cioè polimeri idrocarburici di cinque atomi di carbonio isoprene (2-metil-1,3-butadiene).
Allo stesso modo, è una molecola prenilata, che facilita l'attaccamento alle membrane cellulari, simile agli ancoraggi lipidici. A questo proposito, alla sua catena alchilica è stato aggiunto un gruppo idrofobo (gruppo metilico CH3 ramificato in posizione R3 e R4).
Durante il processo fotosintetico, il plastochinone viene continuamente sintetizzato, a causa del suo breve ciclo di vita. Studi su cellule vegetali hanno stabilito che questa molecola rimane attiva tra le 15 e le 30 ore.
In effetti, la biosintesi del plastochinone è un processo molto complesso, che coinvolge fino a 35 enzimi. La biosintesi ha due fasi: la prima si verifica nell'anello benzenico e la seconda nelle catene laterali.
Nella fase iniziale viene eseguita la sintesi dell'anello chinone-benzenico e della catena prenilica. L'anello ottenuto da tirosine e catene laterali preniliche sono il risultato di gliceraldeide-3-fosfato e piruvato..
In base alla dimensione della catena poliisoprenoide, viene stabilito il tipo di plastochinone.
La fase successiva comprende la reazione di condensazione dell'anello con le catene laterali.
L'acido omogentistico (HGA) è il predecessore dell'anello benzene-chinone, che viene sintetizzato dalla tirosina, un processo che avviene grazie alla catalisi dell'enzima tirosina amino-transferasi.
Da parte loro, le catene laterali preniliche hanno origine nella via del metil eritritolo fosfato (MEP). Queste catene sono catalizzate dall'enzima solanesil difosfato sintetasi per formare solanesil difosfato (SPP).
Il metil eritritolo fosfato (MEP) costituisce una via metabolica per la biosintesi degli isoprenoidi. Dopo la formazione di entrambi i composti, avviene la condensazione dell'acido omogenico con la catena solanesil difosfato, una reazione catalizzata dall'enzima omogentistato solanesil-transferasi (HST).
Si origina infine un composto denominato 2-dimetil-plastochinone, che successivamente con l'intervento dell'enzima metil-transferasi, permette di ottenere come prodotto finale: il plastochinone.
I plastochinoni intervengono nella fotosintesi, un processo che avviene con l'intervento di energia dalla luce solare, risultante in materia organica ricca di energia dalla trasformazione di un substrato inorganico.
La funzione del plastochinone è associata alla fase leggera (PS-II) del processo fotosintetico. Le molecole di plastochinone coinvolte nel trasferimento di elettroni sono chiamate Q A e Q B.
A questo proposito, il fotosistema II (PS-II) è un complesso chiamato acqua-plastochinone ossido-riduttasi, dove si svolgono due processi fondamentali. L'ossidazione dell'acqua è catalizzata enzimaticamente e si verifica la riduzione del plastochinone. In questa attività vengono assorbiti fotoni con una lunghezza d'onda di 680 nm..
Le molecole Q A e Q B differiscono nel modo in cui trasferiscono gli elettroni e nella velocità di trasferimento. Inoltre, a causa del tipo di legame (sito di legame) con fotosistema II. Si dice che Q A sia il plastochinone fisso e Q B il plastochinone mobile.
Dopotutto, Q A è la zona di legame del fotosistema II che accetta i due elettroni in una variazione di tempo tra 200 e 600 us. Invece, Q B ha la capacità di legarsi e staccarsi dal fotosistema II, accettando e trasferendo elettroni al citocromo..
A livello molecolare, quando Q B viene ridotto, viene scambiato con un altro gruppo di plastochinoni liberi all'interno della membrana tilacoide. Tra Q A e Q B c'è un atomo di Fe non ionico (Fe+Due) che partecipa al trasporto elettronico tra di loro.
In breve, Q B interagisce con i residui di amminoacidi nel centro di reazione. In questo modo Q A e Q B acquisiscono un grande differenziale nei potenziali redox..
Inoltre, poiché Q B è più debolmente legato alla membrana, può essere facilmente separato riducendolo a QH 2. In questo stato è in grado di trasferire elettroni ad alta energia ricevuti da Q A al complesso 8 del citocromo bc1.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.