Plastochinon - Plastoquinone
![]() | |
Identifikátory | |
---|---|
3D model (JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
C53H80Ó2 | |
Molární hmotnost | 749.221 g · mol−1 |
Související sloučeniny | |
Související sloučeniny | 1,4-benzochinon chinon koenzym Q10 |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
Plastochinon (PQ) je isoprenoid chinon molekula zapojená do řetězce transportu elektronů v reakce závislé na světle z fotosyntéza. Nejběžnější formou plastochinonu, známého jako PQ-A nebo PQ-9, je 2,3-dimethyl-1,4-benzochinon molekula s postranním řetězcem devíti isoprenyl Jednotky. Existují i jiné formy plastochinonu, jako jsou například ty s kratšími postranními řetězci, jako je PQ-3 (který má 3 izoprenylové postranní jednotky místo 9), stejně jako analogy, jako jsou PQ-B, PQ-C a PQ-D, které se liší v jejich bočních řetězech.[1] Benzochinonové a izoprenylové jednotky jsou obě nepolární, ukotvení molekuly ve vnitřní části a lipidová dvojvrstva, Kde hydrofobní ocasy se obvykle nacházejí.[1]
Plastochinony jsou velmi strukturně podobné ubichinonu, nebo koenzym Q10, lišící se délkou isoprenylového postranního řetězce, nahrazení methoxyskupiny s methylové skupiny a odstranění methylové skupiny v poloze 2 na chinonu. Stejně jako ubichinon může mít několik oxidačních stavů: plastochinon, plastosemichinon (nestabilní) a plastochinol, který se liší od plastochinonu tím, že má dva hydroxylové skupiny místo dvou karbonylové skupiny.[2]
Plastochinol, redukovaná forma, funguje také jako antioxidant redukcí reaktivní formy kyslíku, některé z fotosyntetických reakcí, které by mohly poškodit buněčnou membránu.[3] Jedním příkladem toho, jak to dělá, je reakce s superoxidy tvořit peroxid vodíku a plastosemichinon.[3]

Předpona plasto- znamená buď plastid nebo chloroplast, se zmiňovat o jeho umístění v buňce.[4]
Role ve fotosyntéze

Role, kterou plastochinon hraje ve fotosyntéze, konkrétněji v reakcích fotosyntézy závislých na světle, je role mobilního elektronového nosiče přes membránu thylakoid.[2]
Plastochinon je redukován, když přijímá dva elektrony z fotosystém II a dva vodíkové kationty (H+) ze stromatu chloroplastu, čímž se vytvoří plastochinol (PQH2). Přenáší elektrony dále dolů elektronový transportní řetězec na plastocyanin, mobilní, ve vodě rozpustný elektronový nosič, přes cytochrom b6F proteinový komplex.[2] Cytochrom b6F proteinový komplex katalyzuje přenos elektronů mezi plastochinonem a plastocyaninem, ale také transportuje dva protony do lumen tylakoidní disky.[2] Tento protonový přenos tvoří elektrochemický gradient, který využívá ATP syntáza na konci reakcí závislých na světle, aby se vytvořil ATP z ADP a Pi.[2]
V rámci fotosystému II
Plastochinon se nachází uvnitř fotosystém II ve dvou specifických vazebných místech, známých jako QA a QB. Plastochinon v QA, primární vazebné místo, je velmi pevně vázáno, ve srovnání s plastochinonem v QB, sekundární vazebné místo, které je mnohem snadněji odstraněno.[5] QA se přenáší pouze jeden elektron, takže musí přenést elektron do QB dvakrát před QB je schopen vyzvednout dva protony ze stromatu a být nahrazen jinou molekulou plastochinonu. Protonovaný QB poté se připojí ke skupině volných molekul plastochinonu v membráně thylakoidu.[2][5] Volné molekuly plastochinonu nakonec přenášejí elektrony na ve vodě rozpustný plastocyanin, aby pokračovaly v reakcích závislých na světle.[2] Ve fotosystému II existují další vazebná místa pro plastochinon (QC a možná QD), ale jejich funkce a / nebo existence nebyly zcela objasněny.[5]
Biosyntéza
P-hydroxyfenylpyruvát je syntetizován z tyrosin, zatímco solanesyl difosfát je syntetizován prostřednictvím Cesta MEP / DOXP. Homogentizát se tvoří z p-hydroxyfenylpyruvátu a potom se spojí se solanesyl difosfátem přes a kondenzační reakce. Výsledný meziprodukt, 2-methyl-6-solanesyl-1,4-benzochinol, je methylovaný za vzniku konečného produktu, plastochinolu-9.[1] Tato cesta se používá ve většině fotosyntetických organismů řasy a rostliny.[1] Nicméně, sinice Zdá se, že nepoužívají homogentisát pro syntézu plastochinolu, což může vést k jiné cestě, než která je uvedena níže.[1]

Deriváty
Některé deriváty, které byly navrženy k proniknutí do mitochondriálních buněčných membrán (SkQ1 (plastochinonyl-decyl-trifenylfosfonium), SkQR1 (dále jen rodamin -obsahující analog SkQ1), SkQ3 ) mít antioxidant a protonofor aktivita.[6] SkQ1 byl navržen jako léčba proti stárnutí s možným snížením problémů se zrakem souvisejících s věkem kvůli jeho antioxidační schopnosti.[7][8][9] Tato antioxidační schopnost je výsledkem jednak jeho antioxidační schopnosti snižovat reaktivní formy kyslíku (odvozené od části molekuly obsahující plastochinonol), které se často tvoří v mitochondriích, jednak jeho schopnosti zvyšovat iontovou výměnu přes membrány (odvozené od části molekula obsahující kationty, které se mohou rozpouštět v membránách).[9] Konkrétně, jako plastochinol, bylo prokázáno, že SkQ1 zachycuje superoxidy jak v buňkách (in vivo), tak mimo buňky (in vitro).[10] SkQR1 a SkQ1 byly také navrženy jako možný způsob léčby mozkových problémů Alzheimerova choroba kvůli jejich schopnosti potenciálně opravit škody způsobené amyloid beta.[9] SkQR1 se navíc ukázal jako způsob, jak snížit problémy způsobené traumatem mozku prostřednictvím svých antioxidačních schopností, které pomáhají předcházet signálům buněčné smrti snížením množství reaktivních forem kyslíku pocházejících z mitochondrií.[11]
Reference
- ^ A b C d E Nowicka, Beatrycze; Kruk, Jerzy (01.09.2010). "Výskyt, biosyntéza a funkce isoprenoidních chinonů". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1797 (9): 1587–1605. doi:10.1016 / j.bbabio.2010.06.007. ISSN 0006-3002. PMID 20599680.
- ^ A b C d E F G Tichonov, Alexander N. (01.08.2014). „Komplex cytochromu b6f na křižovatce fotosyntetických transportních drah elektronů“. Fyziologie a biochemie rostlin: PPB. 81: 163–183. doi:10.1016 / j.plaphy.2013.12.011. ISSN 1873-2690. PMID 24485217.
- ^ A b Mubarakshina, Maria M .; Ivanov, Boris N. (2010-10-01). "Produkce a úklid reaktivních forem kyslíku v plastochinonové lázni chloroplastových tylakoidních membrán". Physiologia Plantarum. 140 (2): 103–110. doi:10.1111 / j.1399-3054.2010.01391.x. ISSN 1399-3054. PMID 20553418.
- ^ http://dictionary.reference.com/browse/Plastochinon Definice plastochinonu
- ^ A b C Lambreva, Maya D .; Russo, Daniela; Polticelli, Fabio; Scognamiglio, Viviana; Antonacci, Amina; Zobnina, Veranika; Campi, Gaetano; Rea, Giuseppina (2014). "Struktura / funkce / dynamika vazebných míst plastochinonu fotosystému II". Současná věda o proteinech a peptidech. 15 (4): 285–295. doi:10.2174/1389203715666140327104802. ISSN 1875-5550. PMC 4030317. PMID 24678671.
- ^ F.F. Severina; I.I. Severina; Y.N. Antonenkoa; T.I. Rokitskayaa; D.A. Cherepanovb; E.N. Mokhovaa; M.Yu. Vyssokikha; A.V. Pustovidkoa; O.V. Markovaa; L.S. Yaguzhinskya; G.A. Korshunovaa; N.V. Sumbatyana; M.V. Skulacheva; V.P. Skulacheva (2009). „Penetrující aniontový pár kation / mastná kyselina jako protonofor zaměřený na mitochondrie“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 107 (2): 663–8. doi:10.1073 / pnas.0910216107. PMC 2818959. PMID 20080732.
- ^ Skulachev, Vladimir P .; Anisimov, Vladimir N .; Antonenko, Yuri N .; Bakeeva, Lora E .; Chernyak, Boris V .; Erichev, Valery P .; Filenko, Oleg F .; Kalinina, Natalya I .; Kapelko, Valery I .; Kolosova, Natalya G .; Kopnin, Boris P .; Korshunova, Galina A .; Lichinitser, Mikhail R .; Obukhova, Lidia A .; Pasyukova, Elena G .; Pisarenko, Oleg I .; Roginsky, Vitaly A .; Ruuge, Enno K .; Senin, Ivan I.; Severina, Inna I .; Skulachev, Maxim V .; Spivak, Irina M .; Tashlitsky, Vadim N .; Tkachuk, Vsevolod A .; Vyssokikh, Michail Yu .; Yaguzhinsky, Lev S .; Zorov, Dmitrij B. (2008). "Pokus zabránit stárnutí: mitochondriální přístup". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1787 (5): 437–461. doi:10.1016 / j.bbabio.2008.12.008. PMID 19159610.
- ^ http://protein.bio.msu.ru/biokhimiya/contents/v73/pdf/bcm_1329.pdf Plastochinonové deriváty zaměřené na mitochondrie jako nástroje k přerušení provádění programu stárnutí. 5. SkQ1 prodlužuje životnost a brání rozvoji rysů stárnutí. Anisimov etal. 2008
- ^ A b C Isaev, N. K.; Stelmashook, E. V .; Stelmashook, N. N .; Sharonova, I.N .; Skrebitsky, V. G. (01.03.2013). „Stárnutí mozku a plastochinonové antioxidanty zaměřené na mitochondrie typu SkQ“. Biochemie. Biokhimiia. 78 (3): 295–300. doi:10.1134 / S0006297913030127. ISSN 1608-3040. PMID 23586724.
- ^ Chistyakov, V. A .; Prazdnova, E. V .; Gutnikova, L. V .; Sazykina, M. A .; Sazykin, I. S. (červenec 2012). „Aktivita pohlcování superoxidu plastochinonového derivátu 10- (6'-plastochinonyl) decyltrifenylfosfonium (SkQ1)“. Biochemie. Biokhimiia. 77 (7): 776–778. doi:10.1134 / S0006297912070103. ISSN 1608-3040. PMID 22817541.
- ^ Isaev, N. K.; Novikova, S. V .; Stelmashook, E. V .; Barskov, I. V .; Silachev, D. N .; Khaspekov, L. G .; Skulachev, V. P .; Zorov, D. B. (září 2012). „Antioxidant plastoquinonu zaměřený na mitochondrie SkQR1 snižuje traumatický neurologický deficit u potkanů“. Biochemie. Biokhimiia. 77 (9): 996–999. doi:10.1134 / S0006297912090052. ISSN 1608-3040. PMID 23157258.
externí odkazy
- Plastochinony Historie, absorpční spektra a analogy.