Plastoquinona

La plastoquinona ( PQ ) es una molécula terpenoide - quinona ( meroterpenoide ) involucrada en la cadena de transporte de electrones en las reacciones dependientes de la luz de la fotosíntesis . La forma más común de plastoquinona, conocida como PQ-A o PQ-9, es una molécula de 2,3-dimetil-1,4- benzoquinona con una cadena lateral de nueve unidades de isoprenilo . Existen otras formas de plastoquinona, como aquellas con cadenas laterales más cortas como PQ-3 (que tiene 3 unidades laterales de isoprenilo en lugar de 9), así como análogos como PQ-B, PQ-C y PQ-D, que difieren en sus cadenas laterales. ^{[ 1 ]} Las unidades de benzoquinona e isoprenilo son apolares , anclando la molécula dentro de la sección interna de una bicapa lipídica , donde generalmente se encuentran las colas hidrofóbicas . ^{[ 1 ]}

Las plastoquinonas son estructuralmente muy similares a la ubiquinona o coenzima Q10 , diferenciándose por la longitud de la cadena lateral isoprenilo, la sustitución de los grupos metoxi por grupos metilo y la eliminación del grupo metilo en la posición 2 de la quinona. Al igual que la ubiquinona, puede presentarse en varios estados de oxidación: plastoquinona, plastosemiquinona (inestable) y plastoquinol , que se diferencia de la plastoquinona por tener dos grupos hidroxilo en lugar de dos grupos carbonilo . ^{[ 2 ]}

El plastoquinol, en su forma reducida, también actúa como antioxidante al reducir las especies reactivas de oxígeno , algunas producidas por las reacciones fotosintéticas, que podrían dañar la membrana celular. ^{[ 3 ]} Un ejemplo de cómo lo hace es reaccionando con superóxidos para formar peróxido de hidrógeno y plastosemiquinona. ^{[ 3 ]}

El prefijo plasto- significa plastidio o cloroplasto , aludiendo a su ubicación dentro de la célula. ^{[ 4 ]}

El papel que desempeña la plastoquinona en la fotosíntesis, más específicamente en las reacciones dependientes de la luz de la fotosíntesis, es el de un transportador móvil de electrones a través de la membrana del tilacoide . ^{[ 2 ]}

La plastoquinona se reduce al aceptar dos electrones del fotosistema II y dos cationes de hidrógeno (H ⁺ ) del estroma del cloroplasto, formando así plastoquinol (PQH2 ₎ . Transfiere los electrones a través de la _cadena de transporte de electrones hasta la plastocianina , un transportador de electrones móvil y soluble en agua, mediante el complejo proteico citocromo b6f . ^{[ 2 ]} El complejo proteico citocromo b6f _{cataliza la transferencia} de electrones entre la plastoquinona y la plastocianina, pero también transporta los dos protones al lumen de los discos tilacoides . ^{[ 2 ]} Esta transferencia de protones genera un gradiente electroquímico, que la ATP sintasa utiliza al final de las reacciones dependientes de la luz para formar ATP a partir de ADP y _Pi . ^{[ 2 ]}

El p-hidroxifenilpiruvato se sintetiza a partir de tirosina , mientras que el solanesil difosfato se sintetiza a través de la vía MEP/DOXP . El homogentisato se forma a partir de p-hidroxifenilpiruvato y luego se combina con solanesil difosfato mediante una reacción de condensación . El intermediario resultante, 2-metil-6-solanesil-1,4-benzoquinol, se metila para formar el producto final, plastoquinol-9. ^{[ 1 ]} Esta vía se utiliza en la mayoría de los organismos fotosintéticos, como algas y plantas. ^{[ 1 ]} Sin embargo, las cianobacterias no parecen utilizar homogentisato para sintetizar plastoquinol, lo que posiblemente dé lugar a una vía diferente a la que se muestra a continuación. ^{[ 1 ]}

Algunos derivados diseñados para penetrar las membranas celulares mitocondriales ( SkQ1 (plastoquinonil-decil-trifenilfosfonio), SkQR1 (el análogo de SkQ1 que contiene rodamina ), SkQ3 ) tienen actividad antioxidante y protonófora . ^{[ 6 ]} Se ha propuesto SkQ1 como tratamiento antienvejecimiento, con la posible reducción de problemas de visión relacionados con la edad debido a su capacidad antioxidante. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Esta capacidad antioxidante resulta tanto de su capacidad antioxidante para reducir las especies reactivas de oxígeno (derivadas de la parte de la molécula que contiene plastoquinonol), que a menudo se forman dentro de las mitocondrias, como de su capacidad para aumentar el intercambio iónico a través de las membranas (derivada de la parte de la molécula que contiene cationes que pueden disolverse dentro de las membranas). ^{[ 9 ]} Específicamente, al igual que el plastoquinol, se ha demostrado que SkQ1 elimina superóxidos tanto dentro de las células (in vivo) como fuera de las células (in vitro). ^{[ 10 ]} SkQR1 y SkQ1 también se han propuesto como una posible forma de tratar problemas cerebrales como el Alzheimer debido a su capacidad para reparar potencialmente los daños causados ​​por el beta amiloide . ^{[ 9 ]} Además, se ha demostrado que SkQR1 es una forma de reducir los problemas causados ​​por el traumatismo cerebral a través de sus propiedades antioxidantes, que ayudan a prevenir las señales de muerte celular al reducir la cantidad de especies reactivas de oxígeno provenientes de las mitocondrias. ^{[ 11 ]}

• Plastoquinonas: Historia, espectros de absorción y análogos.