- Classification
- Structure chimique
- -Biosynthèse
- Phase initiale
- Réaction de condensation en anneau avec les chaînes latérales
- 2-diméthyl-plastoquinone
- Caractéristiques
- Phase légère (PS-II)
- Références
La plastoquinone (PQ) est une molécule organique lipidique, en particulier une famille d'isoprénoïdes de quinones. En fait, c'est un dérivé polyinsaturé à chaîne latérale de la quinone qui participe au photosystème II de la photosynthèse.
Situé dans la membrane thylacoïdienne des chloroplastes, il est de caractère apolaire et est très actif au niveau moléculaire. En effet, le nom de plastoquinone dérive de sa localisation dans les chloroplastes des plantes supérieures.
Membrane thylacoïdienne. Par Tameeria sur Wikipédia anglais, via Wikimedia Commons
Lors de la photosynthèse, le rayonnement solaire est capturé dans le système FS-II par la chlorophylle P-680 puis oxydé en libérant un électron. Cet électron monte à un niveau d'énergie plus élevé, qui est capté par la molécule accepteur de vote: la plastoquinone (PQ).
Les plastoquinones font partie de la chaîne de transport d'électrons photosynthétiques. Ils sont le site d'intégration de différents signaux et un élément clé de la réponse de RSp31 à la lumière. Il y a environ 10 PQ par FS-II qui sont réduits et oxydés selon l'état fonctionnel de l'appareil photosynthétique.
Par conséquent, les électrons sont transférés à travers une chaîne de transport dans laquelle plusieurs cytochromes sont impliqués, pour atteindre plus tard la plastocyanine (PC), qui donnera les électrons aux molécules de chlorophylle de FS-I.
Classification
La plastoquinone (C 55 H 80 O 2) est une molécule associée à un cycle benzénique (quinone). Plus précisément, il s'agit d'un isomère de la cyclohexadione, caractérisé en ce qu'il est un composé aromatique différencié par son potentiel redox.
Les quinones sont regroupées en fonction de leur structure et de leurs propriétés. Au sein de ce groupe, les benzoquinones sont différenciées, générées par l'oxygénation des hydroquinones. Les isomères de cette molécule sont l'ortho-benzoquinone et la para-benzoquinone.
En revanche, la plastoquinone est similaire à l'ubiquinone, car elle appartient à la famille des benzoquinones. Dans ce cas, les deux servent d'accepteurs d'électrons dans les chaînes de transport pendant la photosynthèse et la respiration anaérobie.
Associé à son statut lipidique, il est classé dans la famille des terpènes. Autrement dit, ces lipides qui composent les pigments végétaux et animaux, fournissant de la couleur aux cellules.
Structure chimique
La plastoquinone est constituée d'un cycle benzène-quinone actif associé à une chaîne latérale d'un polyisoprénoïde. En fait, le cycle aromatique hexagonal est lié à deux molécules d'oxygène par des doubles liaisons au niveau des carbones C-1 et C-4.
Cet élément a la chaîne latérale et est composé de neuf isoprènes reliés entre eux. Par conséquent, il s'agit d'un polyterpène ou isoprénoïde, c'est-à-dire des polymères d'un hydrocarbure à cinq atomes de carbone d'isoprène (2-méthyl-1,3-butadiène).
De même, il s'agit d'une molécule prénylée, qui facilite la fixation aux membranes cellulaires, similaire aux ancres lipidiques. A cet égard, un groupe hydrophobe a été ajouté à sa chaîne alkyle (groupe méthyle CH3 ramifié en position R3 et R4).
-Biosynthèse
Au cours du processus photosynthétique, la plastoquinone est synthétisée en continu en raison de son cycle de vie court. Des études sur des cellules végétales ont déterminé que cette molécule reste active entre 15 et 30 heures.
En effet, la biosynthèse de la plastoquinone est un processus très complexe, impliquant jusqu'à 35 enzymes. La biosynthèse comporte deux phases: la première se produit dans le cycle benzénique et la seconde dans les chaînes latérales.
Phase initiale
Dans la phase initiale, la synthèse du cycle quinone-benzène et de la chaîne prényle est réalisée. Le cycle obtenu à partir des tyrosines et des chaînes latérales prényliques est le résultat du glycéraldéhyde-3-phosphate et du pyruvate.
Sur la base de la taille de la chaîne polyisoprénoïde, le type de plastoquinone est établi.
Réaction de condensation en anneau avec les chaînes latérales
La phase suivante comprend la réaction de condensation du cycle avec les chaînes latérales.
L'acide homogentiste (HGA) est le prédécesseur du cycle benzène-quinone, qui est synthétisé à partir de la tyrosine, un processus qui se produit grâce à la catalyse de l'enzyme tyrosine amino-transférase.
Pour leur part, les chaînes latérales prényl sont issues de la voie du méthylérythritol phosphate (MEP). Ces chaînes sont catalysées par l'enzyme solanesyl diphosphate synthétase pour former le solanesyl diphosphate (SPP).
Le phosphate de méthylérythritol (MEP) constitue une voie métabolique pour la biosynthèse des isoprénoïdes. Après la formation des deux composés, la condensation de l'acide homogénéistique se produit avec la chaîne solanesyl diphosphate, une réaction catalysée par l'enzyme homogentistate solanesyl-transférase (HST).
2-diméthyl-plastoquinone
Enfin, un composé appelé 2-diméthyl-plastoquinone est originaire, qui plus tard avec l'intervention de l'enzyme méthyl-transférase, permet d'obtenir comme produit final: la plastoquinone.
Caractéristiques
Les plastoquinones sont impliquées dans la photosynthèse, un processus qui se produit avec l'intervention de l'énergie du soleil, résultant en une matière organique riche en énergie issue de la transformation d'un substrat inorganique.
Phase légère (PS-II)
La fonction de la plastoquinone est associée à la phase légère (PS-II) du processus photosynthétique. Les molécules de plastoquinone qui participent au transfert d'électrons sont appelées QA et Q B.
À cet égard, le photosystème II (PS-II) est un complexe appelé eau-plastoquinone oxyde-réductase, dans lequel deux processus fondamentaux sont mis en œuvre. L'oxydation de l'eau est catalysée par voie enzymatique et une réduction de la plastoquinone se produit. Dans cette activité, des photons d'une longueur d'onde de 680 nm sont absorbés.
Les molécules QA et QB diffèrent par la manière dont elles transfèrent les électrons et la vitesse de transfert. Aussi, en raison du type de liaison (site de liaison) avec le photosystème II. On dit que QA est la plastoquinone fixe et QB est la plastoquinone mobile.
Après tout, QA est la zone de liaison du photosystème II qui accepte les deux électrons dans une variation de temps entre 200 et 600 us. Au lieu de cela, QB a la capacité de se lier et de se détacher du photosystème II, acceptant et transférant des électrons vers le cytochrome.
Au niveau moléculaire, lorsque QB est réduit, il est échangé contre un autre de l'ensemble des plastoquinones libres dans la membrane thylacoïde. Entre QA et QB il y a un atome de Fe non ionique (Fe +2) qui participe au transport électronique entre eux.
En résumé, QB interagit avec les résidus d'acides aminés dans le centre de réaction. De cette manière, QA et QB acquièrent une grande différence dans les potentiels redox.
De plus, comme QB est plus faiblement lié à la membrane, il peut être facilement séparé en étant réduit à QH 2. Dans cet état, il est capable de transférer des électrons de haute énergie reçus de QA au complexe cytochrome bc1 8.
Références
- González, Carlos (2015) Photosynthèse. Récupéré à: botanica.cnba.uba.ar
- Pérez-Urria Carril, Elena (2009) Photosynthèse: Aspects de base. Reduca (biologie). Série de physiologie végétale. 2 (3): 1-47. ISSN: 1989-3620
- Petrillo, Ezequiel (2011) Réglementation de l'épissage alternatif dans les usines. Effets de la lumière par signaux rétrogrades et de la protéine PRMT5 méthyltransférase.
- Sotelo Ailin (2014) Photosynthèse. Faculté des sciences exactes, naturelles et de l'arpentage. Chaire de physiologie végétale (guide d'étude).