A plastoquinona (PQ) é uma molécula de terpenoide-quinona (meroterpenoide) envolvida na cadeia de transporte de elétrons nas reações dependentes de luz da fotossíntese. A forma mais comum de plastoquinona, conhecida como PQ-A ou PQ-9, é uma molécula de 2,3-dimetil-1,4-benzoquinona com uma cadeia lateral de nove unidades de isoprenilo. Existem outras formas de plastoquinona, tais como as que possuem cadeias laterais mais curtas, como a PQ-3 (que possui 3 unidades laterais de isoprenil em vez de 9), bem como análogos como PQ-B, PQ-C e PQ-D, que diferem em suas cadeias laterais. As unidades benzoquinona e isoprenil são ambas não polares, ancorando a molécula dentro da seção interna de uma bicamada lipídica, onde as caudas hidrofóbicas costumam ser encontradas.

As plastoquinonas são estruturalmente muito semelhantes à ubiquinona, ou coenzima Q10, diferindo pelo comprimento da cadeia lateral de isoprenil, pela substituição dos grupos metoxila por grupos metila e pela remoção do grupo metila na posição 2 da quinona. Assim como a ubiquinona, ela pode apresentar-se em vários estados de oxidação: plastoquinona, plasto semiquinona (instável) e plastoquinol, que difere da plastoquinona por possuir dois grupos hidroxila em vez de dois grupos carbonila.

O plastoquinol, a forma reduzida, também funciona como um antioxidante ao reduzir espécies reativas de oxigênio — algumas produzidas pelas reações fotossintéticas — que poderiam danificar a membrana celular. Um exemplo de como ele faz isso é reagindo com superóxidos para formar peróxido de hidrogênio e plastosemiquinona. esquerda|miniaturadaimagem|374x374px|A redução (de esquerda para direita) da plastoquinona (PQ) para a plastosemiquinona (PQH) para o plastoquinol (PQH2). O prefixo plasto- significa tanto plastídio quanto cloroplasto, fazendo alusão à sua localização dentro da célula.

Papel na fotossíntese miniaturadaimagem|A estrutura do fotossistema II é mostrada acima, com o fluxo de elétrons detalhado pelas flechas vermelhas. Os locais de ligação da plastoquinona QA e QB estão incluídos neste fluxo de elétrons, com o plastoquinol deixando o QB para participar na próxima etapa das reações dependentes da luz. O papel que a plastoquinona desempenha na fotossíntese, mais especificamente nas reações dependentes de luz, é o de um transportador de elétrons móvel através da membrana do tilacoide.

A plastoquinona é reduzida quando aceita dois elétrons do fotossistema II e dois cátions de hidrogênio (H + ) do estroma do cloroplasto, formando assim o plastoquinol ( PQH2 ). Ela transfere os elétrons mais adiante na cadeia de transporte de elétrons para a plastocianina, um transportador de elétrons móvel e solúvel em água, através do complexo proteico citocromo b6f . O complexo proteico citocromo b6f catalisa a transferência de elétrons entre a plastoquinona e a plastocianina, mas também transporta os dois prótons para o lúmen dos discos tilacoides . Essa transferência de prótons forma um gradiente eletroquímico, que é utilizado pela ATP sintase ao final das reações dependentes de luz para formar ATP a partir de ADP e Pi .

Dentro do fotossistema II A plastoquinona é encontrada no fotossistema II em dois locais de ligação específicos, conhecidos como QA e QB. A plastoquinona em QA, o local de ligação primário, está fortemente ligada, em comparação com a plastoquinona em QB, o local de ligação secundário, que é removida muito mais facilmente. A QA transfere apenas um único elétron, por isso ela tem de transferir um elétron para a QB duas vezes antes que a QB seja capaz de captar dois prótons do estroma e ser substituída por outra molécula de plastoquinona. A QB protonada junta-se então a um reservatório (pool) de moléculas de plastoquinona livres na membrana do tilacoide. As moléculas de plastoquinona livre eventualmente transferem elétrons para a plastocianina (que é solúvel em água), a fim de dar continuidade às reações dependentes de luz. Existem locais de ligação de plastoquinona adicionais dentro do fotossistema II QC e possivelmente QD, mas sua função e/ou existência ainda não foram totalmente elucidadas.

Biossíntese O p-hidroxifenilpiruvato é sintetizado a partir da tirosina, enquanto o difosfato de solanesila é sintetizado através da via MEP/DOXP. O homogentisato é formado a partir do p-hidroxifenilpiruvato e é então combinado com o difosfato de solanesila através de uma reação de condensação. O intermediário resultante, 2-metil-6-solanesil-1,4-benzoquinol, é então metilado para formar o produto final, o plastoquinol-9. Essa via é utilizada na maioria dos organismos fotossintéticos, como algas e plantas. No entanto, as cianobactérias parecem não utilizar o homogentisato para sintetizar o plastoquinol, resultando possivelmente em uma via diferente da mostrada abaixo. centro|miniaturadaimagem|738x738px|A via de biosíntese da PQ-9 com intermediários em azul, enzimas em preto e vias adicionais em verde.

Derivados Alguns derivados que foram projetados para penetrar nas membranas celulares mitocondriais (SkQ1 (plastoquinonil-decil-trifenilfosfônio), SkQR1 (o análogo do SkQ1 contendo rodamina) e SkQ3) possuem atividade antioxidante e protonofórica. O SkQ1 foi proposto como um tratamento anti-envelhecimento, com a possível redução de problemas de visão relacionados à idade devido à sua capacidade Antioxidante. Essa capacidade antioxidante resulta tanto de sua habilidade em reduzir espécies reativas de oxigênio (derivada da parte da molécula que contém o plastoquinonol), que são frequentemente formadas dentro das mitocôndrias, quanto de sua capacidade de aumentar a troca iônica através das membranas (derivada da parte da molécula que contém cátions que podem se dissolver dentro das membranas). Especificamente, assim como o plastoquinol, foi demonstrado que o SkQ1 elimina superóxidos tanto dentro das células (in vivo) quanto fora das células (in vitro). O SkQR1 e o SkQ1 também foram propostos como uma possível forma de tratar problemas cerebrais como o Alzheimer, devido à sua capacidade de potencialmente reparar os danos causados pela beta-amilóide. Além disso, o SkQR1 tem se mostrado uma forma de reduzir os problemas causados por traumatismos cerebrais através das suas capacidades antioxidantes, que ajudam a prevenir sinais de morte celular ao reduzir as quantidades de espécies reativas de oxigénio provenientes das mitocôndrias.

Referências

Ligações externas

História das Plastiquinonas, espectros de absorção e análogos.

Categoria:Fotossíntese