प्लास्टोक्विनोन: वर्गीकरण, रासायनिक संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

Plastoquinone (पीक्यू) एक लिपिड कार्बनिक अणु, विशेष रूप से क्विनोन्स के isoprenoid परिवार है। वास्तव में, यह क्विनोन की एक साइड चेन पॉलीअनसेचुरेटेड व्युत्पन्न है जो प्रकाश संश्लेषण के फोटोसिस्टम II में भाग लेता है।

क्लोरोप्लास्ट के थाइलाकोइड झिल्ली में स्थित, यह चरित्र में एपोलर है और आणविक स्तर पर बहुत सक्रिय है। दरअसल, प्लास्टोक्विनोन का नाम उच्च पौधों के क्लोरोप्लास्ट में अपने स्थान से निकलता है।

थायलाकोइड झिल्ली। Par Tameeria sur Wikipédia anglais, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, क्लोरोफिल P-680 द्वारा सौर विकिरण को FS-II प्रणाली में कैद किया जाता है और फिर एक इलेक्ट्रॉन को मुक्त करके ऑक्सीकरण किया जाता है। यह इलेक्ट्रॉन एक उच्च ऊर्जा स्तर तक बढ़ जाता है, जिसे मतदाता स्वीकर्ता अणु: प्लास्टोक्विनोन (PQ) द्वारा उठाया जाता है।

प्लास्टोक्विनोन प्रकाश संश्लेषक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला का हिस्सा हैं। वे विभिन्न संकेतों के एकीकरण की साइट हैं और प्रकाश के लिए RSp31 की प्रतिक्रिया में एक महत्वपूर्ण टुकड़ा है। एफएस- II के बारे में 10 पीक्यू हैं जो प्रकाश संश्लेषक तंत्र की कार्यात्मक स्थिति के अनुसार कम और ऑक्सीकृत होते हैं।

इसलिए, इलेक्ट्रॉनों को एक परिवहन श्रृंखला के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है जिसमें कई साइटोक्रोम शामिल होते हैं, बाद में प्लास्टोसायनिन (पीसी) तक पहुंचते हैं, जो इलेक्ट्रॉनों को एफएस-आई के क्लोरोफिल अणुओं को दे देंगे।

वर्गीकरण

प्लास्टोक्विनोन (सी ₅₅ एच ₈₀ ओ ₂) एक बेंजीन अंगूठी (क्विनोन) से जुड़ा एक अणु है। विशेष रूप से, यह cyclohexadione का एक आइसोमर है, जिसकी सुगंधित यौगिक इसकी लाल रंग की क्षमता द्वारा विभेदित है।

Quinones को उनकी संरचना और गुणों के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। इस समूह के भीतर, बेंजोक्विनोन को विभेदित किया जाता है, जो हाइड्रोक्विनोन के ऑक्सीकरण द्वारा उत्पन्न होता है। इस अणु के आइसोमर्स ऑर्थो-बेंजोक्विनोन और पैरा-बेंजोक्विनोन हैं।

दूसरी ओर, प्लास्टोक्विनोन यूबिकिनोन के समान है, क्योंकि वे बेंजोक्विनोन परिवार से संबंधित हैं। इस मामले में, दोनों प्रकाश संश्लेषण और अवायवीय श्वसन के दौरान परिवहन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में काम करते हैं।

इसकी लिपिड स्थिति के साथ संबद्ध, इसे टेरपीन परिवार में वर्गीकृत किया गया है। यही है, उन लिपिड जो पौधे और पशु रंजक बनाते हैं, कोशिकाओं को रंग प्रदान करते हैं।

रासायनिक संरचना

प्लास्टोक्विनोन एक पॉलीसोप्रेनॉइड की साइड चेन से जुड़ी एक सक्रिय बेंजीन-क्विनोन रिंग से बना है। वास्तव में, हेक्सागोनल सुगंधित अंगूठी सी -1 और सी -4 कार्बन पर दोहरे बांड के माध्यम से दो ऑक्सीजन अणुओं से जुड़ी होती है।

इस तत्व की साइड चेन है और एक साथ जुड़े नौ आइसोप्रेन से बना है। नतीजतन, यह एक पॉलीटेप्रेन या आइसोप्रेनॉइड है, यानी पांच कार्बन परमाणुओं के आइसोप्रिन (2-मिथाइल-1,3-ब्यूटाडीन) के हाइड्रोकार्बन के पॉलिमर हैं।

इसी तरह, यह एक prenylated अणु है, जो लिपिड एंकर के समान, सेल झिल्ली को लगाव की सुविधा देता है। इस संबंध में, एक हाइड्रोफोबिक समूह को इसकी एल्काइल श्रृंखला में जोड़ा गया है (मिथाइल समूह सीएच 3 आर 3 और आर 4 में विभाजित है)।

-Biosynthesis

प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया के दौरान, प्लास्टोक्विनोन अपने छोटे जीवन चक्र के कारण लगातार संश्लेषित होता है। पादप कोशिकाओं में हुए अध्ययनों ने निर्धारित किया है कि यह अणु 15 से 30 घंटों के बीच सक्रिय रहता है।

वास्तव में, प्लास्टोक्विनोन जैवसंश्लेषण एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है, जिसमें 35 एंजाइम शामिल हैं। बायोसिंथेसिस के दो चरण होते हैं: पहला बेंजीन रिंग में होता है और दूसरा साइड चेन में।

पहला भाग

प्रारंभिक चरण में, क्विनोन-बेंजीन रिंग और प्रेनिल श्रृंखला का संश्लेषण किया जाता है। टायरोसिन और प्रीनिल साइड चेन से प्राप्त अंगूठी ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट और पाइरूलेट के परिणाम हैं।

पॉलीसोप्रेनॉइड श्रृंखला के आकार के आधार पर, प्लास्टोक्विनोन का प्रकार स्थापित किया जाता है।

साइड चेन के साथ रिंग संक्षेपण प्रतिक्रिया

अगले चरण में साइड चेन के साथ रिंग की संक्षेपण प्रतिक्रिया शामिल है।

Homogentistic acid (HGA) बेंजीन-क्विनोन रिंग का पूर्ववर्ती है, जिसे टायरोसिन से संश्लेषित किया जाता है, एक प्रक्रिया जो एंजाइम टायरोसिन अमीनो-ट्रांसएजेस के उत्प्रेरक के लिए धन्यवाद होती है।

उनके भाग के लिए, प्रीनेयल साइड चेन मिथाइल एरिथ्रिटोल फॉस्फेट (एमईपी) मार्ग में उत्पन्न होता है। इन जंजीरों को एंजाइम सोलेसिनेल डाइफॉस्फेट सिंथेटेज द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है ताकि सोलेनसिलेल डिस्फॉस्फेट (एसपीपी) का निर्माण किया जा सके।

मिथाइल एरिथ्रिटोल फॉस्फेट (एमईपी) आइसोप्रेनॉइड्स के जैवसंश्लेषण के लिए एक चयापचय मार्ग का गठन करता है। दोनों यौगिकों के निर्माण के बाद, होमोजिस्टिक एसिड का संघनन सोल्जेनिल डिपहॉस्फेट श्रृंखला के साथ होता है, जो एंजाइम होमोगेंटिस्टेट सॉलिनेसिल-ट्रांसफरेज़ (एचएसटी) द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया है।

2-डाइमिथाइल-plastoquinone

अंत में, 2-डाइमिथाइल-प्लास्टोक्विनोन नामक एक यौगिक की उत्पत्ति होती है, जो बाद में एंजाइम मिथाइल-ट्रांसफरेज़ के हस्तक्षेप के साथ, अंतिम उत्पाद के रूप में प्राप्त करने की अनुमति देता है: प्लास्टोक्विनोन।

विशेषताएं

प्लास्टोक्विनोन प्रकाश संश्लेषण में शामिल होते हैं, एक प्रक्रिया जो सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा के हस्तक्षेप के साथ होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक अकार्बनिक सब्सट्रेट के परिवर्तन से ऊर्जा-समृद्ध कार्बनिक पदार्थ होते हैं।

प्रकाश चरण (PS-II)

प्लास्टोक्विनोन का कार्य प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया के प्रकाश चरण (PS-II) से जुड़ा हुआ है। प्लास्टोक्विनोन अणु जो इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण में भाग लेते हैं उन्हें क्यूए और क्यू बी कहा जाता है।

इस संबंध में, फोटोसिस्टम II (PS-II) एक जटिल है जिसे वॉटर-प्लास्टोक्विनोन ऑक्साइड-रिडक्टेस कहा जाता है, जहां दो मूलभूत प्रक्रियाएं की जाती हैं। पानी का ऑक्सीकरण एंजाइमेटिक रूप से उत्प्रेरित होता है और प्लास्टोक्विनोन की कमी होती है। इस गतिविधि में, 680 एनएम के तरंग दैर्ध्य वाले फोटोन अवशोषित होते हैं।

क्यूए और क्यूबी अणु जिस तरह से इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते हैं और स्थानांतरण की गति में भिन्न होते हैं। इसके अलावा, फोटोसिस्टम II के साथ बाध्यकारी (बाध्यकारी साइट) के प्रकार के कारण। क्यूए को फिक्स्ड प्लास्टोक्विनोन कहा जाता है और क्यूबी मोबाइल प्लास्टोक्विनोन है।

आखिरकार, क्यूए एक फोटोसिस्टम II बाइंडिंग ज़ोन है जो 200 और 600 के बीच के समय में दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है। इसके बजाय, QB के पास साइटोक्रोम में इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने और स्थानांतरित करने के लिए फोटोसिस्टम II से बांधने और अलग करने की क्षमता है।

आणविक स्तर पर, जब QB कम हो जाता है, तो इसे थायलाकोइड झिल्ली के भीतर मुक्त प्लास्टोक्विनोन के सेट के लिए एक और एक्सचेंज किया जाता है। क्यूए और क्यूबी के बीच एक गैर-आयनिक Fe परमाणु (Fe ⁺²) है जो उनके बीच इलेक्ट्रॉनिक परिवहन में भाग लेता है।

सारांश में, QB प्रतिक्रिया केंद्र में अमीनो एसिड अवशेषों के साथ बातचीत करता है। इस तरह क्यूए और क्यूबी रिडॉक्स पोटेंशिअल में एक बड़ा अंतर हासिल कर लेते हैं।

इसके अलावा, चूंकि QB झिल्ली से अधिक शिथिल है, इसलिए इसे QH 2 तक कम करके आसानी से अलग किया जा सकता है। इस अवस्था में यह QA से प्राप्त उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को साइटोक्रोम bc1-complex 8 में स्थानांतरित करने में सक्षम है।

संदर्भ

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