La plastoquinone (PQ) est une molécule lipidique organique, en particulier un isoprénoïde de la famille des 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.
Au cours 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 d'accepteur électeur: 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 en fonction de 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.
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Plastoquinone (C55H80OU ALORSdeux) 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 les ortho-benzoquinone et afin de-benzoquinone.
D'autre part, 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.
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 hydrocarbonés 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).
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.
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 prényl est le résultat du glycéraldéhyde-3-phosphate et du pyruvate..
En fonction de la taille de la chaîne polyisoprénoïde, le type de plastoquinone est établi.
La phase suivante comprend la réaction de condensation du cycle avec les chaînes latérales.
L'acide homogentistique (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.
De leur côté, 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 avec la chaîne solanesyl diphosphate se produit, une réaction catalysée par l'enzyme homogentistate solanesyl-transférase (HST).
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.
Les plastoquinones interviennent dans la photosynthèse, un processus qui se produit avec l'intervention de l'énergie de la lumière du soleil, résultant en une matière organique riche en énergie issue de la transformation d'un substrat inorganique.
La fonction de la plastoquinone est associée à la phase légère (PS-II) du processus photosynthétique. Les molécules de plastoquinone impliquées dans le transfert d'électrons sont appelées Q A et Q B.
À cet égard, le photosystème II (PS-II) est un complexe appelé eau-plastoquinone oxyde-réductase, où 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 Q A et Q B 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 Q A est la plastoquinone fixe et Q B est la plastoquinone mobile.
Après tout, Q A 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, Q B 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 Q B est réduit, il est échangé contre un autre de l'ensemble des plastoquinones libres dans la membrane thylacoïde. Entre Q A et Q B il y a un atome Fe non ionique (Fe+deux) qui participe au transport électronique entre eux.
En bref, Q B interagit avec les résidus d'acides aminés dans le centre de réaction. De cette manière, Q A et Q B acquièrent une grande différence dans les potentiels redox..
De plus, comme Q B 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 les électrons de haute énergie reçus de Q A vers le complexe cytochrome bc1 8.
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