Feofitina

La feofitina o feofitina es un compuesto químico que actúa como el primer intermediario transportador de electrones en la vía de transferencia de electrones del Fotosistema II (PS II) en las plantas , y el centro de reacción fotosintético tipo II (RC P870) que se encuentra en las bacterias púrpuras . Tanto en el PS II como en el RC P870, la luz impulsa los electrones desde el centro de reacción a través de la feofitina, que luego pasa los electrones a una quinona (Q _A ) en RC P870 y RC P680. Los mecanismos, funciones y propósitos generales de las moléculas de feofitina en las dos cadenas de transporte son análogos entre sí.

En términos bioquímicos, la feofitina es una molécula de clorofila que carece de un ion central Mg ²⁺ . Se puede producir a partir de la clorofila mediante el tratamiento con un ácido débil , lo que produce un pigmento ceroso de color azul oscuro. ^[1] La probable etimología proviene de esta descripción, donde pheo significa oscuro ^[2] y phyt significa vegetación . ^[3]

En 1977, los científicos Klevanik, Klimov y Shuvalov realizaron una serie de experimentos para demostrar que la feofitina y no la plastoquinona es el principal aceptor de electrones en el fotosistema II. Mediante varios experimentos, incluida la resonancia paramagnética electrónica (EPR), pudieron demostrar que la feofitina era reducible y, por lo tanto, el principal aceptor de electrones entre P680 y plastoquinona (Klimov, Allakhverdiev, Klevanik y Shuvalov). Este descubrimiento se encontró con una feroz oposición, ya que muchos creían que la feofitina era solo un subproducto de la degradación de la clorofila. Por lo tanto, se realizaron más experimentos para demostrar que la feofitina es, de hecho, el principal aceptor de electrones del PSII, que se encuentra entre P680 y plastoquinona (Klimov, Allakhverdiev y Shuvalov). Los datos que se obtuvieron son los siguientes:

1. Se ha observado fotorreducción de feofitina en varias mezclas que contienen centros de reacción PSII.
2. La cantidad de feofitina es directamente proporcional al número de centros de reacción del PSII.
3. La fotorreducción de la feofitina ocurre a temperaturas tan bajas como 100 K y se observa después de la reducción de la plastoquinona. ^{[ aclaración necesaria ]}

Todas estas observaciones son características de las fotoconversiones de los componentes del centro de reacción.

La feofitina es el primer intermediario transportador de electrones en el centro de fotorreacción (RC P870) de las bacterias púrpuras. Su participación en este sistema se puede dividir en 5 pasos básicos. El primer paso es la excitación de las bacterioclorofilas (Chl) ₂ o el par especial de clorofilas. Esto se puede ver en la siguiente reacción.

• (Chl) ₂ + 1 fotón → (Chl) ₂ ^* (excitación)

El segundo paso implica que (Chl) ₂ pase un electrón a la feofitina, produciendo un radical con carga negativa (la feofitina) y un radical con carga positiva (el par especial de clorofilas), lo que da como resultado una separación de carga.

• (Chl) ₂ ^* +Pheo→ ·(Chl) ₂ ⁺⁺ ·Pheo− ⁽ separación de carga)

El tercer paso es el rápido movimiento de electrones hacia la menaquinona fuertemente unida, Q _A , que inmediatamente dona los electrones a una segunda quinona, débilmente unida (Q _B ). Dos transferencias de electrones convierten a Q _B en su forma reducida (Q _B H ₂ ).

• 2·Pheo ⁻ + 2H ⁺ + Q _B → 2Pheo + Q _B H ₂ (reducción de quinona)

El quinto y último paso consiste en rellenar el “hueco” del par especial con un electrón de un hemo del citocromo c . Esto regenera los sustratos y completa el ciclo, permitiendo que se produzcan reacciones posteriores.

En el fotosistema II, la feofitina desempeña un papel muy similar. Actúa nuevamente como el primer intermediario transportador de electrones en el fotosistema. Después de que P680 se excita a P680 ^* , transfiere un electrón a la feofitina, que convierte la molécula en un radical con carga negativa. Dos radicales de feofitina con carga negativa pasan rápidamente sus electrones adicionales a dos moléculas consecutivas de plastoquinona. Finalmente, los electrones pasan a través de la molécula de citocromo b ₆ f y abandonan el fotosistema II. Las reacciones descritas anteriormente en la sección sobre las bacterias púrpuras brindan una ilustración general del movimiento real de los electrones a través de la feofitina y el fotosistema. El esquema general es:

1. Excitación
2. Separación de carga
3. Reducción de plastoquinona
4. Regeneración de sustratos

• Fotosíntesis
• Fotosistema
• Clorofila
• Centro de reacción
• P680
• Clorofilida

• Klimov VV (2003). "Descubrimiento de la función de la feofitina en la conversión de energía fotosintética como aceptor primario de electrones del fotosistema II". Photosynth. Res . 76 ( 1–3 ): 247–53 . doi :10.1023/A:1024990408747. PMID  16228584. S2CID  29278470.
• McWilliams, Margaret (1982). Guía ilustrada para la preparación de alimentos (4.ª ed.). Redondo Beach, CA: Plycon Press.
• Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2005). Principios de bioquímica de Lehninger (4.ª ed.). Nueva York: WH Freeman.
• "Sección de moléculas fotosintéticas". Biblioteca de estructuras moleculares tridimensionales . 22 de abril de 2007
• Xiong, Ling y Richard Sayre. "La identificación de posibles sitios de unión de feofitina en el centro de reacción del fotosistema II de Chlamydomondas mediante mutagénesis dirigida al sitio". (2000). Sociedad Americana de Biólogos Vegetales . 22 de abril de 2007.