Plastoquinona

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La plastoquinona (a veces abreviada como PQ) es es un lípido sintetizado por los cloroplastos de las células vegetales que participa en la cadena de transporte de electrones en las reacciones de fase luminosa de la fotosíntesis. (La plastoquinona se reduce aceptando dos protones (H+) de la matriz del estroma de los cloroplastos, tomando dos electrones del fotosistema II, formando plastoquinol. Luego transporta los protones al lumen de los discos tilacoidales, mientras que los electrones continúan a través de la cadena de transporte de electrones hacia el complejo del citocromo b6f.)

Pertenece a la familia de las quinonas, dicetonas con estructura cíclica y cuya fórmula química es C6H4O2.Las quinonas se clasifican en diferentes grupos según su estructura y propiedades, dentro de los cuales diferenciamos a las benzoquinonas, formadas por oxidación de hidroquinonas.

Estructura química[editar]

La plastoquinona (C55H80O2)Se disitingue en su estructura por el anillo aromático hexagonal al cual están enlazados dos oxígeos por doble enlaces en los carbonos C1 y C4 (lo cual es propio de las cetonas) y dos grupos metilos. Además, la plastoquinona es una molécula prenilada, es decir que se le ha añadido un grupo hidrofóbico a su cadena alquílica (cadena carbonada que presenta un grupo metilo CH3 ramificado en posición R3 y R4)

Veamos que la plastoquinona son 9 isoprenos enlazados entre sí , por lo tanto es un politerpeno o isoprenoide. Estos lípidos componen la familia de los pigmentos vegetales y animales y dan color a las células. Efectivamente, el nombre de la plastoquinona viene dado por su localización en los plastos vegetales, los cloroplastos.

Estados oxido-reducción[editar]

La plastoquinona es una molecula de gran interés biológico que juega un rol importante en el metabolismo de las plantas. Se puede encontrar en diferentes estados redox :

  • plastoquinona
  • plastosemiquinona (+H+)
  • plastoquinol (+2H+)
  • plastocianina

Función[editar]

Estas moléculas intervienen en la fase luminosa de la fotosíntesis, precisamente en la transferencia de electrones del fotosistema II al fotosistema I. La plastoquinona Qa y Qb son los aceptores de electrones de la cadena de transporte : los 2 electrones son aceptados por separado por Qa, el lugar principal de unión al fotosistema II y luego juntos por Qb. Qb, también llamado sitio de unión secundario, se caracteriza por poderse unir y desunir del fotosistema II. También intervenie el plastoquinol (plastoquinona en estado reducido) y la plastocianina en el metabolismo fotosintético vegetal.

Cadena de transferencia según el pH[editar]

La transferencia de electrones es determinado por cambios de pH de una molécula a otra.

La Qa --ph 5.7

Biosíntesis[editar]

La plastoquinona es una prenil quinona, está localizada en los tilacoides de los cloroplastos. La esperanza de vida de la plastoquinona es muy corta. Se ha estudiado en las células de espinaca que el tiempo de vida de la plastoquinona es de 15 a 30 horas. Esto significa que para mantener las concentraciones estables se tiene que sintetizar constantemente. La biosíntesis de la plastoquinona es muy compleja ya que involucra a más de 35 enzimas. La plastoquinona es compuesta por un anillo activo de bencenoquinona unido a una cadena lateral de un poliisoprenoide. Su proceso de síntesis se divide en dos partes, en la primera se conlleva la síntesis del anillo de quinona benceno y de la cadena de prenil. El anillo es derivado de las tirosina y las cadenas laterales de prenil son derivadas del gliceraldehido 3 fosfato y del piruvato.El tamaño de la cadena de poliisoprenoide determina el tipo de plastoquinona. La segunda parte incluye la reacción de condensación del anillo con las cadenas laterales y varias modificaciones.

El precursor del anillo de benceno quinona es el ácido homogentístico (HGA) que se sintetizado a partir de la tirosina ante la catálisis del enzima tirosina aminotransferasa. Las cadenas laterales de prenil son creadas en la vía del metileritritol fosfato (MEP) para formar solanesil difosfato (SPP) ante la catálisis del enzima solanesil difosfato sintetasa. La MEP es una ruta metabólica de la biosíntetis de isoprenoides. Una vez formadas ambos componentes ocurre la condensación del ácido homogenístico con la cadena de solanesil difosfato, esta reacción es catalizada por el enzima homogentistato solanesiltransferasa (HST). Esto produce un compuesto llamado 2-dimetil-plastoquinona que luego es modificado por el enzima metiltransferasa para formar el producto final, la plastoquinona.

Aplicaciones médicas[editar]

El plastoquinonol y su molécula complementaria,el ubiquinol, pueden actuar como antioxidante, según varios estudios y experimentos. La inhibición del proceso oxidativo permite retrasar el deterioro de la célula, lo que es interesante en la fabricación de productos cosméticos.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  • LAISK, A ; OJA, V "Kinetics of photosystem II electron transport: a mathematical analysis based on chlorophyll fluorescence induction." - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed
  • TAIZ, Lincoln ; ZEIGER, Eduardo. Fisiología vegetal - p.243
  • LIU, Miaomiao ; LU, Shanfa. " Plastoquinone and Ubiquinone in Plants: Biosynthesis, Physiological Function and Metabolic Engineering" - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/
  • MARCANO, Deanna ; HASEGAWA, Masahisa  Fitoquímica orgánica  p.208
  • MATHEWS, Christopher K. ; VAN HOLDEN, K.E. ; APPLING, Dean R. ; ANTHONY-CAHILL, Spencer J. Bioquímica (4a edición) p. ......Traducción GONZÁLEZ D BUITRAGO, JOSÉ MANUEL
  • ZUBAY. Biochemistry (3rd edition) p. ....... Wm. C.Brown Publishers ISBN 0-697-14267-1
  • HOPPE, Udo ; SCHREINER, Volker ; STÄB, Franz. "Skin care agents containing combinations of active agents consisting of vitamin a derivatives and UBI- or plastoquinones". (2003) http://patft.uspto.gov/
  • Berg, J; Tymoczko, J; Stryer, L (2002). Biochemistry (5ta ed.). W H Freeman and Company. ISBN 0-7167-4684-0.