La plastoquinona ( PQ ) es una molécula de quinona isoprenoide involucrada en la cadena de transporte de electrones en las reacciones de fotosíntesis dependientes de la luz . La forma más común de plastoquinona, conocida como PQ-A o PQ-9, es una molécula de 2,3-dimetil-1,4- benzoquinona con una cadena lateral de nueve unidades de isoprenilo . Hay otras formas de plastoquinona, como las que tienen cadenas laterales más cortas como PQ-3 (que tiene 3 unidades laterales de isoprenilo en lugar de 9), así como análogos como PQ-B, PQ-C y PQ-D, que difieren en sus cadenas laterales. [1] Las unidades de benzoquinona e isoprenilo son apolares, anclando la molécula dentro de la sección interna de una bicapa lipídica , donde generalmente se encuentran las colas hidrófobas . [1]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido 2,3-Dimetil-5 - [(2 E , 6 ' E , 10 E , 14 E , 18 E , 22 E , 26 E , 30 E ) -3,7,11,15,19,23,27, 31,35-nonametilhexatriaconta-2,6,10,14,18,22,26,30,34-nonaen-1-il] ciclohexa-2,5-dieno-1,4-diona | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 53 H 80 O 2 | |
Masa molar | 749,221 g · mol −1 |
Compuestos relacionados | |
Compuestos relacionados | 1,4-benzoquinona quinona coenzima Q10 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Las plastoquinonas son muy estructuralmente similar a la ubiquinona, o coenzima Q10 , que se diferencian por la longitud de la cadena lateral isoprenilo, la sustitución de los grupos metoxi con grupos metilo , y la eliminación del grupo metilo en la posición 2 en la quinona. Al igual que la ubiquinona, puede presentarse en varios estados de oxidación: plastoquinona, plastosemiquinona (inestable) y plastoquinol , que se diferencia de la plastoquinona por tener dos grupos hidroxilo en lugar de dos grupos carbonilo . [2]
El plastoquinol, la forma reducida, también funciona como antioxidante al reducir las especies reactivas de oxígeno , algunas producidas por reacciones fotosintéticas, que podrían dañar la membrana celular. [3] Un ejemplo de cómo lo hace es al reaccionar con superóxidos para formar peróxido de hidrógeno y plastosemiquinona. [3]
El prefijo plasto- significa plástido o cloroplasto , aludiendo a su ubicación dentro de la célula. [4]
Papel en la fotosíntesis
El papel que desempeña la plastoquinona en la fotosíntesis, más específicamente en las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz, es el de un portador de electrones móviles a través de la membrana del tilacoide . [2]
La plastoquinona se reduce cuando acepta dos electrones del fotosistema II y dos cationes de hidrógeno (H + ) del estroma del cloroplasto, formando así plastoquinol (PQH 2 ). Transfiere los electrones más abajo en la cadena de transporte de electrones a la plastocianina , un portador de electrones móvil soluble en agua, a través del complejo proteico del citocromo b 6 f . [2] El complejo proteico del citocromo b 6 f cataliza la transferencia de electrones entre la plastoquinona y la plastocianina, pero también transporta los dos protones al lumen de los discos tilacoides . [2] Esta protones de transferencia forma un gradiente electroquímico, que se utiliza por la ATP sintasa en el extremo de las reacciones dependientes de la luz con el fin de formar ATP a partir de ADP y P i . [2]
Dentro del fotosistema II
Plastoquinona se encuentra dentro de fotosistema II en dos sitios de unión específicos, conocidos como Q A y Q B . La plastoquinona en Q A , el sitio de unión primario, está muy fuertemente unida, en comparación con la plastoquinona en Q B , el sitio de unión secundario, que se elimina mucho más fácilmente. [5] Q A solo se transfiere un solo electrón, por lo que tiene que transferir un electrón a Q B dos veces antes de que Q B pueda recoger dos protones del estroma y ser reemplazado por otra molécula de plastoquinona. El Q B protonado luego se une a un grupo de moléculas de plastoquinona libres en la membrana del tilacoide. [2] [5] Las moléculas de plastoquinona libre eventualmente transfieren electrones a la plastocianina soluble en agua para continuar las reacciones dependientes de la luz. [2] Hay sitios de unión de plastoquinona adicionales dentro del fotosistema II (Q C y posiblemente Q D ), pero su función y / o existencia no se ha dilucidado por completo. [5]
Biosíntesis
El p-hidroxifenilpiruvato se sintetiza a partir de tirosina , mientras que el difosfato de solanesilo se sintetiza a través de la vía MEP / DOXP . El homogentisato se forma a partir de p-hidroxifenilpiruvato y luego se combina con difosfato de solanesilo mediante una reacción de condensación . El intermedio resultante, 2-metil-6-solanesil-1,4-benzoquinol, se metila luego para formar el producto final, plastoquinol-9. [1] Esta vía se utiliza en la mayoría de los organismos fotosintéticos, como las algas y las plantas. [1] Sin embargo, las cianobacterias parecen no usar homogentisato para sintetizar plastoquinol, lo que posiblemente resulte en una vía diferente a la que se muestra a continuación. [1]
Derivados
Algunos derivados que fueron diseñados para penetrar las membranas celulares mitocondriales ( SkQ1 (plastoquinonil-decil-trifenilfosfonio), SkQR1 (el análogo que contiene rodamina de SkQ1), SkQ3 ) tienen actividad antioxidante y protonóforo . [6] SkQ1 se ha propuesto como un tratamiento antienvejecimiento, con la posible reducción de los problemas de visión relacionados con la edad debido a su capacidad antioxidante. [7] [8] [9] Esta capacidad antioxidante se debe tanto a su capacidad antioxidante para reducir las especies reactivas de oxígeno (derivadas de la parte de la molécula que contiene plastoquinonol), que a menudo se forman dentro de las mitocondrias, como a su capacidad para aumentar los iones intercambio a través de membranas (derivado de la parte de la molécula que contiene cationes que pueden disolverse dentro de las membranas). [9] Específicamente, como el plastoquinol, se ha demostrado que SkQ1 elimina los superóxidos tanto dentro de las células (in vivo) como fuera de las células (in vitro). [10] SkQR1 y SkQ1 también se han propuesto como una posible forma de tratar problemas cerebrales como el Alzheimer debido a su capacidad para reparar los daños causados por la beta amiloide . [9] Además, se ha demostrado que SkQR1 es una forma de reducir los problemas causados por el trauma cerebral a través de sus capacidades antioxidantes, que ayudan a prevenir las señales de muerte celular al reducir las cantidades de especies reactivas de oxígeno provenientes de las mitocondrias. [11]
Referencias
- ^ a b c d e Nowicka, Beatrycze; Kruk, Jerzy (1 de septiembre de 2010). "Ocurrencia, biosíntesis y función de quinonas isoprenoides" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergética . 1797 (9): 1587–1605. doi : 10.1016 / j.bbabio.2010.06.007 . ISSN 0006-3002 . PMID 20599680 .
- ^ a b c d e f g Tikhonov, Alexander N. (1 de agosto de 2014). "El complejo de citocromo b6f en la encrucijada de las vías de transporte de electrones fotosintéticos". Fisiología y Bioquímica Vegetal . 81 : 163-183. doi : 10.1016 / j.plaphy.2013.12.011 . ISSN 1873-2690 . PMID 24485217 .
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- ^ http://dictionary.reference.com/browse/Plastoquinone Definición de plastoquinona
- ^ a b c Lambreva, Maya D .; Russo, Daniela; Polticelli, Fabio; Scognamiglio, Viviana; Antonacci, Amina; Zobnina, Veranika; Campi, Gaetano; Rea, Giuseppina (2014). "Estructura / función / dinámica de los sitios de unión de plastoquinona del fotosistema II" . Ciencia actual de proteínas y péptidos . 15 (4): 285–295. doi : 10.2174 / 1389203715666140327104802 . ISSN 1875-5550 . PMC 4030317 . PMID 24678671 .
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enlaces externos
- Plastoquinonas Historia, espectros de absorción y análogos.