ПЛАСТОКИНОН: КЛАСИФИКАЦИЈА, ХЕМИЈСКА СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Пластохинон ( ПК ) је липид органски молекул, конкретно исопреноид породица куинонес. У ствари, полинезасићени дериват кинона бочног ланца који учествује у фотосистему ИИ фотосинтезе.

Смештен у тилакоидној мембрани хлоропласта, аполарног је карактера и веома је активан на молекуларном нивоу. Заправо, име пластохинона потиче од његове локације у хлоропластима виших биљака.

Тилакоидна мембрана. Пар Тамеериа сур Википедиа англаис, виа Викимедиа Цоммонс

Током фотосинтезе, сунчево зрачење се хвати у систем ФС-ИИ хлорофилом П-680 и затим оксидује ослобађањем електрона. Овај електрон се подиже на виши енергетски ниво који прикупља молекул акцептора гласача: пластохинона (ПК).

Пластокинони су део ланца фотосинтетичког транспорта електрона. Они су место интеграције различитих сигнала и кључни су део у одговору РСп31 на светлост. Постоји око 10 ПК по ФС-ИИ који се редукују и оксидују у складу са функционалним стањем фотосинтетског апарата.

Због тога се електрони преносе кроз транспортни ланац у који је укључено неколико цитохрома, да би касније дошли до пластоцијанина (ПЦ), који ће електронима дати хлорофилне молекуле ФС-И.

Класификација

Пластохинон (Ц ₅₅ Х ₈₀ О ₂ ) је молекул повезан са бензенски прстен (куиноне). Точније, ради се о изомеру циклохексадиона, за који је карактеристично да ароматично једињење диференцира свој редокс потенцијал.

Хинони су груписани на основу њихове структуре и својстава. Унутар ове групе диференцирани су бензохинони, генерисани оксигенацијом хидрохинона. Изомери овог молекула су орто-бензохинони и пара-бензохинони.

С друге стране, пластохинон је сличан убикинону, јер припада породици бензохинона. У овом случају, оба служе као акцептори електрона у транспортним ланцима током фотосинтезе и анаеробног дисања.

Повезан са својим липидним статусом, сврстава се у породицу терпена. То су они липиди који чине биљне и животињске пигменте, пружајући ћелији боју.

Хемијска структура

Пластохинон се састоји од активног прстена бензен-хинона повезаног са бочним ланцем полиизопреноида. У ствари, шестерокутни ароматични прстен повезан је са два молекула кисеоника двоструким везама на угљенику Ц-1 и Ц-4.

Овај елемент има бочни ланац и састоји се од девет изопрена повезаних заједно. Према томе, то је потерпен или изопреноид, односно угљоводонични полимери пет атома угљеника изопрена (2-метил-1,3-бутадиен).

Исто тако, ради се о пренилизованом молекулу, који олакшава везање на ћелијске мембране, слично липидним сидрима. С тим у вези, хидрофобна група је додата у њен алкил ланац (метил група ЦХ3 разграната у положају Р3 и Р4).

-Биосинтеза

Током фотосинтетског процеса, пластокинон се континуирано синтетише због свог кратког животног циклуса. Испитивања биљних ћелија утврдила су да овај молекул остаје активан између 15 и 30 сати.

Заправо је биосинтеза пластохинона веома сложен процес, који укључује до 35 ензима. Биосинтеза има две фазе: прва се одвија у бензенском прстену, а друга у бочним ланцима.

Почетна фаза

У почетној фази врши се синтеза хинон-бензен-прстена и пренилног ланца. Прстен добијен из тирозина и пренилних бочних ланаца резултат је глицералдехид-3-фосфата и пирувата.

На основу величине ланца полиизопреноида утврђује се врста пластохинона.

Реакција кондензације прстена са бочним ланцима

Следећа фаза садржи реакцију кондензације прстена са бочним ланцима.

Хомогентистична киселина (ХГА) је претходник бензен-хинонског прстена, који се синтетише из тирозина, процеса који се дешава захваљујући катализи ензима тирозин амино-трансфераза.

Са своје стране, пренил бочни ланци потичу из метил еритритол фосфата (МЕП). Ови ланци катализују ензим соланесил дифосфат синтетаза да би формирао соланесил дифосфат (СПП).

Метил еритритол фосфат (МЕП) представља метаболички пут за биосинтезу изопреноида. После стварања оба једињења, долази до кондензације хомогене киселине са ланцем соланесил-дифосфата, реакцијом коју катализује ензим хомогентистат соланесил-трансфераза (ХСТ).

2-диметил-пластокинон

Коначно, настаје једињење звано 2-диметил-пластохинон, које касније интервенцијом ензима метил-трансферазе омогућава добијање као крајњег производа: пластохинона.

Карактеристике

Пластохинони су укључени у фотосинтезу, процес који настаје интервенцијом енергије сунчеве светлости, што резултира енергетском богатом органском материјом из трансформације неорганског супстрата.

Фаза светлости (ПС-ИИ)

Функција пластохинона повезана је са светлосном фазом (ПС-ИИ) процеса фотосинтезе. Молекули пластохинона који учествују у преносу електрона називају се КА и К Б.

С тим у вези, фотосистем ИИ (ПС-ИИ) је комплекс који се назива воде-пластокинон оксид-редуктаза, где се спроводе два основна процеса. Оксидација воде ензимски је катализирана и долази до редукције пластохинона. У овој активности апсорбују се фотони са таласном дужином од 680 нм.

Молекули КА и КБ разликују се у начину преноса електрона и брзини преноса. Такође, због врсте везивања (места везања) са фотосистемом ИИ. Каже се да је КА фиксни пластохинон, а КБ је покретни пластохинон.

На крају крајева, КА је зона везивања фотосистема ИИ која прихвата два електрона у временској варијацији између 200 и 600 нас. Уместо тога, КБ има могућност везања и одвајања од фотосистема ИИ, прихватање и пренос електрона у цитохром.

На молекуларном нивоу, када се КБ редукује, он се размењује за други сет слободних пластохинона унутар тилакоидне мембране. Између КА и КБ постоји неионски атом Фе (Фе ⁺² ) који учествује у електронском превозу између њих.

Укратко, КБ у интеракцији са аминокиселинским остацима у реакционом центру. На овај начин КА и КБ добијају велику разлику у редок-потенцијалима.

Даље, пошто је КБ лабавије везан за мембрану, може се лако одвојити смањењем на КХ 2. У овом је стању способна да преноси високоенергетске електроне примљене из КА у цитохром бц1-комплекс 8.

Референце

1. Гонзалез, Царлос (2015) Фотосинтеза. Опоравак на: ботаница.цнба.уба.ар
2. Перез-Урриа Царрил, Елена (2009) Фотосинтеза: основни аспекти. Редука (биологија). Серија за физиологију биљака. 2 (3): 1-47. ИССН: 1989-3620
3. Петрилло, Езекуиел (2011) Регулација алтернативног спајања у биљкама. Утицај светлости ретроградним сигналима и ПРМТ5 протеинском метилтрансферазом.
4. Сотело Аилин (2014) фотосинтеза. Факултет за тачне, природне и геодетске студије. Катедра за физиологију биљака (Водич за студије).