Plastoquinone: التصنيف ، التركيب والوظائف الكيميائية
Plastoquinone ( PQ ) هو جزيء عضوي شحمي ، وعلى وجه التحديد أيزوبرويد في عائلة الكينون. في الواقع ، هو مشتق سلسلة جانبية غير مشبعة متعددة من الكينون التي تشارك في نظام Photosystem II الضوئي.
يقع في غشاء ثايلاكويد من البلاستيدات الخضراء ، وهو ذو طابع أبولاري نشط للغاية على المستوى الجزيئي. في الواقع ، اسم البلاستوكينون مشتق من موقعه في البلاستيدات الخضراء من النباتات العليا.
أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم التقاط الإشعاع الشمسي في نظام FS-II بواسطة الكلوروفيل P-680 ثم يتأكسد بإطلاق إلكترون. يرتفع هذا الإلكترون إلى مستوى أعلى من الطاقة ، يتم التقاطه بواسطة جزيء متقبل الناخب: plastoquinone (PQ).
Plastoquinones هي جزء من سلسلة النقل الضوئي الإلكتروني. إنها مكان تكامل الإشارات المختلفة وعنصر أساسي في استجابة RSp31 للضوء. يوجد حوالي 10 PQ لكل FS-II يتم تقليلها وتأكسدها وفقًا للحالة الوظيفية للجهاز الضوئي.
لذلك ، يتم نقل الإلكترونات من خلال سلسلة النقل التي تتداخل فيها عدة السيتوكرومات ، للوصول إلى البلاستوسيانين (PC) ، والذي سينقل الإلكترونات إلى جزيئات الكلوروفيل في FS-I.
تصنيف
Plastoquinone (C 55 H 80 O 2 ) هو جزيء مرتبط بحلقة البنزين (الكينون). على وجه التحديد ، هو أيزومر سيكلوهيكسيديون ، الذي يتميز بأنه مركب عطري متباين بإمكانيات الأكسدة والاختزال.
يتم تجميع الكينونات بناءً على هيكلها وخصائصها. داخل هذه المجموعة ، يتم تمييز البنزكوينون ، الناتج عن أكسجة الهيدروكينون. إن أيزومرات هذا الجزيء هي ortho- benzoquinone و parzo benzoquinone.
من ناحية أخرى ، يشبه البلاستوكينون يوبيكوينون ، لأنهم ينتمون إلى عائلة البنزكوينون. في هذه الحالة ، يعمل كلاهما كمتقبل للإلكترون في سلاسل النقل أثناء التمثيل الضوئي والتنفس اللاهوائي.
يرتبط مع حالة الدهون ، يتم تصنيفها في عائلة التربين. وهذا هو ، تلك الدهون التي تشكل أصباغ الخضار والحيوان ، وتوفير اللون للخلايا.
التركيب الكيميائي
يتكون بلاستوكوينون بواسطة حلقة نشطة من البنزين-كينون مرتبطة بسلسلة جانبية من البولي إيزوبرنويد. في الواقع ، ترتبط الحلقة العطرية السداسية بجزيئين من الأكسجين عن طريق الروابط المزدوجة في الكربون C-1 و C-4.
يقدم هذا العنصر السلسلة الجانبية ويتكون من تسعة من الأيزوبرين مرتبطة معًا. تبعا لذلك ، هو بولتيربين أو أيزوبرنويد ، أي بوليمرات هيدروكربونية لخمسة ذرات كربون أيزوبرين (2-ميثيل -1،3- بوتادين).
وبالمثل ، إنه جزيء مُسَبَّب ، يسهل الارتباط بأغشية الخلايا ، على غرار مراس الدهن. وفي هذا الصدد ، تمت إضافة مجموعة مسعور إلى سلسلة الألكيل (مجموعة الميثيل CH3 المتفرعة في الموضعين R3 و R4).
-Biosíntesis
أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم تصنيع البلاستوكينون بشكل مستمر ، بسبب دورة حياته القصيرة. وقد حددت الدراسات في الخلايا النباتية أن هذا الجزيء يظل نشطًا بين 15 إلى 30 ساعة.
في الواقع ، فإن عملية التخليق الحيوي للبلاستوكينون هي عملية معقدة للغاية ، حيث تضم ما يصل إلى 35 إنزيمًا. يتكون التركيب الحيوي من مرحلتين: الأولى تحدث في حلقة البنزين والثانية في السلاسل الجانبية.
المرحلة الأولية
في المرحلة الأولية ، يتم تنفيذ حلقة الكينون-بنزين وسلسلة البرنيل. الحلبة التي تم الحصول عليها من التيروزينات وسلاسل البرنيل الجانبية هي نتائج من الفوسفات glyceraldehyde و pyruvate.
بناءً على حجم سلسلة polyisoprenoid ، يتم تحديد نوع البلاستوكينون.
رد فعل التكثيف من الحلبة مع سلاسل جانبية
تشتمل المرحلة التالية على تفاعل تكثيف الحلقة مع السلاسل الجانبية.
حمض التجانس (HGA) هو سلف حلقة البنزين-كينون ، التي يتم تصنيعها من التيروزين ، وهي عملية تحدث بفضل تحفيز إنزيم التيروزين الأميني - الترانسفيز.
من جانبها ، تنشأ سلاسل البرنيل الجانبية في مسار ميثيل إريثريتول الفوسفات (MEP). يتم تحفيز هذه السلاسل بواسطة إنزيم إنزيم سولانيز ثنائي فسفات لتشكيل سولايسيل ثنائي فسفات (SPP).
ميثيل إريثريتول الفوسفات (MEP) يشكل مسار الأيض من التخليق الحيوي الأيزوبرنويد. بعد تكوين كلا المركّبات ، يحدث تكثيف الحمض المتجانس مع سلسلة ثنائي فسفات solanesyl ، وهو تفاعل يحفّز بواسطة إنزيم متناظرة متجانسة الإنزيم (HST).
2-ميثيل-كينون صانعي
أخيرًا ، يتم إنشاء مركب يسمى ثنائي ميثيل بلاستوكينون ، والذي يسمح بعد ذلك بتدخل إنزيم ميثيل ترانسفيراز ، للحصول على المنتج النهائي: البلاستوكوينون.
وظائف
تتداخل البلاستوكينونات في عملية التمثيل الضوئي ، وهي عملية تحدث مع تدخل الطاقة من أشعة الشمس ، مما ينتج عنه مادة عضوية غنية في الطاقة من تحول الركيزة غير العضوية.
المرحلة الخفيفة (PS-II)
ترتبط وظيفة البلاستوكينون بمرحلة الضوء (PS-II) لعملية التمثيل الضوئي. تسمى جزيئات البلاستوكينون التي تشارك في نقل الإلكترونات بـ QA و Q B.
في هذا الصدد ، فإن النظام الضوئي الثاني (PS-II) عبارة عن مجمع يُسمى اختزال أكاسيد الأكسيد - بلاستوكوينون المائي ، حيث يتم تنفيذ عمليتين أساسيتين. يتم تحفيز أكسدة الماء بشكل إنزيمي ويحدث الحد من البلاستوكينون. في هذا النشاط ، يتم امتصاص الفوتونات ذات الطول الموجي 680 نانومتر.
تختلف جزيئات QA و QB في طريقة نقل الإلكترونات وسرعة النقل. بالإضافة إلى ذلك ، لنوع الربط (موقع الربط) مع نظام ضوئي II. يقال أن QA هو بلاستوكينون ثابت وأن QB بلاستوكوينون متنقل.
بعد كل شيء ، QA هو مجال التعلق بنظام الضوئي 2 الذي يقبل الإلكترونين في تباين زمني بين 200 و 600 لنا. على النقيض من ذلك ، لدى QB القدرة على الانضمام إلى النظام الضوئي الثاني والانسحاب منه ، وقبول ونقل الإلكترونات إلى السيتوكروم.
على المستوى الجزيئي ، عندما يتم تقليل QB ، يتم استبداله لمجموعة أخرى من البلاستوكينونات الحرة داخل غشاء الثايلاكويد. بين QA و QB توجد ذرة Fe (Fe + 2) غير أيونية تشارك في النقل الإلكتروني بينهما.
باختصار ، يتفاعل QB مع بقايا الأحماض الأمينية في مركز التفاعل. بهذه الطريقة ، تحصل QA و QB على فرق كبير في إمكانات الأكسدة والاختزال.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن QB مرتبط بضعف بالغشاء ، يمكن فصله بسهولة عن طريق اختزاله إلى QH 2. في هذه الحالة ، يكون قادرًا على نقل إلكترونات الطاقة العالية المستلمة من QA إلى المركب السيتوكروم bc1 8.
