Polyphosphat

Triphosphates sind Salze oder esters von polymerem oxyanions, der von vierflächigem PO (Phosphat) Struktureinheiten gebildet ist, verbunden zusammen durch das Teilen von Sauerstoff-Atomen. Wenn zwei Ecken geteilt werden, kann das Polyphosphat eine geradlinige Kettenstruktur oder eine zyklische Ringstruktur haben. In der Biologie wird das Polyphosphat esters AMPERE, ADP und ATP an der Energieübertragung beteiligt. Eine Vielfalt von Polyphosphaten findet Anwendung im Mineralausschluss in Selbstverwaltungswasser, allgemein um 13:00 Uhr - 17:00 Uhr da seiend. GTP, CTP und UTP sind auch nucleotides wichtig in der Protein-Synthese, lipid Synthese und Kohlenhydrat-Metabolismus beziehungsweise.

Struktur und Bildung

Die Struktur von tripolyphosphoric Säure illustriert die Grundsätze, die die Strukturen von Polyphosphaten definieren. Es besteht aus drei vierflächigen PO Einheiten verbunden zusammen durch das Teilen von Sauerstoff-Atomen. Strukturell teilen die Außentetrahedra einen Scheitelpunkt mit dem Haupttetraeder; das Haupttetraeder teilt zwei Ecken mit dem anderen tetrahedra. Die entsprechenden Phosphate sind mit den Säuren durch den Verlust der acidic Protone verbunden. Im Fall vom zyklischen trimer teilt jedes Tetraeder zwei Scheitelpunkte mit angrenzendem tetrahedra.

Das Teilen von drei Ecken ist als in der Platte-Struktur Phyllosilicates möglich, aber solche Strukturen kommen nur unter äußersten Bedingungen vor. Das Drei-Ecken-Teilen kommt auch in Phosphor pentoxide, PO vor, der eine 3-dimensionale Struktur hat.

Chemisch kann die polymerization Reaktion als eine Kondensationsreaktion gesehen werden. Der Prozess beginnt mit zwei Phosphateinheiten, die zusammen kommen.

:2 PO + 2 H PO + HO

Es wird als eine Gleichgewicht-Reaktion gezeigt, weil es in die Rückwartsrichtung hineingehen kann, wenn es als eine Hydrolyse-Reaktion bekannt ist, weil ein Wassermolekül (Lysed) gespalten wird. Der Prozess kann in Schritten weitergehen; an jedem Schritt wird eine andere PO Einheit zur Kette, wie angezeigt, durch den Teil hinzugefügt, der in der Illustration von polyphosphoriger Säure in Klammern ist. PO kann als das Endprodukt von Kondensationsreaktionen gesehen werden, wo jedes Tetraeder drei Ecken mit anderen teilt. Umgekehrt ist eine komplizierte Mischung von Polymern erzeugt, wenn ein kleiner Betrag von Wasser zu Phosphor pentoxide hinzugefügt wird.

Saure Basis und complexation Eigenschaften

Polyphosphate sind schwache Basen. Ein einsames Paar von Elektronen auf einem Sauerstoff-Atom kann einem Wasserstoffion (Proton) oder einem Metallion in einer typischen Grundwechselwirkung der Säure-Lewis von Lewis geschenkt werden. Das hat tiefe Bedeutung in der Biologie. Zum Beispiel ist Adenosin triphosphate ungefähr 25 % protonated in der wässrigen Lösung am pH 7.

:ATP + H ATPH, pK 6.6

Weiter kommt protonation an niedrigeren PH-Werten vor.

ATP bildet chelate Komplexe mit Metallionen. Die Stabilität, die für das Gleichgewicht unveränderlich

ist

:ATP + Mg MgATP, loggen Sie β 4

ist

besonders groß. Die Bildung des Magnesium-Komplexes ist ein kritisches Element im Prozess der ATP Hydrolyse, weil es die Verbindung zwischen der unheilbar kranken Phosphatgruppe und dem Rest des Moleküls schwächt.

Die "hohe Energie" Phosphatband

Die Energie, die in der ATP Hydrolyse, veröffentlicht ist

:ATP + HO → ADP +P

an ΔG-36.8 kJ ist mol nach biologischen Standards groß. P tritt für anorganisches Phosphat ein, das protonated am biologischen pH ist. Jedoch ist es nach anorganischen Standards nicht groß. Der Begriff "hohe Energie" bezieht sich auf die Tatsache, dass es hinsichtlich des Betrags der Energie hoch ist, die in den organischen chemischen Reaktionen veröffentlicht ist, die in lebenden Systemen vorkommen können.

Hoch-polymere anorganische Polyphosphate

Hoch-polymere anorganische Polyphosphate wurden in lebenden Organismen von L. Liberman 1890 gefunden. Diese Zusammensetzungen sind geradlinige Polymer, die einige zu mehreren hundert Rückständen von durch energiereiche phosphoanhydride Obligationen verbundenem orthophosphate enthalten.

Vorher wurde es entweder als "molekulares Fossil" oder als nur ein Phosphor und Energiequelle betrachtet, die das Überleben von Kleinstlebewesen unter äußersten Bedingungen zur Verfügung stellt.

Wie man

jetzt bekannt, haben diese Zusammensetzungen auch Durchführungsrollen, und kommen in Vertretern aller Königreiche von lebenden Organismen vor, an der metabolischen Korrektur und Kontrolle sowohl auf genetischen als auch auf enzymatischen Niveaus teilnehmend. Polyphosphat wird an der Schaltung - der genetischen Programm-Eigenschaft der Exponentialwachstumsbühne von Bakterien zum Programm des Zellüberlebens unter stationären Bedingungen, "ein Leben in der langsamen Linie direkt beteiligt". Sie nehmen an vielen Durchführungsmechanismen teil, die in Bakterien vorkommen:

  • Sie nehmen an der Induktion von rpoS, eine Subeinheit der RNS-polymerase teil, die für den Ausdruck einer großen Gruppe von Genen verantwortlich ist, die an Anpassungen an die stationäre Wachstumsphase und viele anstrengende Agenten beteiligt sind.
  • Sie sind für die Zelle motility, biofilms Bildung und Giftigkeit wichtig.
  • Polyphosphate und exopolyphosphatases nehmen an der Regulierung der Niveaus des strengen Ansprechfaktors, guanosine 5 '-diphosphate 3 '-diphosphate (ppGpp), ein zweiter Bote in Bakterienzellen teil.
  • Polyphosphate nehmen an der Bildung von Kanälen über die lebenden Zellmembranen teil. Die obengenannten Kanäle, die durch Polyphosphat und poly-b-hydroxybutyrate mit Ca gebildet sind, werden an den Transportprozessen in einer Vielfalt von Organismen beteiligt.
  • Eine wichtige Funktion von Polyphosphat in Kleinstlebewesen-prokaryotes und tiefer eukaryotes - soll sich ändernde Umweltbedingungen durch die Versorgung von Phosphat und Energiereserven behandeln. Polyphosphate sind in Tierzellen da, und es gibt viele Daten auf seiner Teilnahme in den Durchführungsprozessen während der Entwicklung und Zellproliferation und Unterscheidung besonders in Knochen-Geweben und Gehirn.

In Menschen, wie man zeigt, spielen Polyphosphate eine Schlüsselrolle in der Blutkoagulation. Erzeugt und veröffentlicht durch Thrombozyte aktivieren sie Faktor XII, der für die Blutklumpen-Bildung notwendig ist. Außerdem aktivieren Thrombozyt-abgeleitete Polyphosphate Blutkoagulationsfaktor XII (Faktor von Hageman), der fibrin Bildung und die Generation eines pro-entzündlichen Vermittlers, bradykinin beginnt, der zu Leckage vom Geäder und der Thrombose beiträgt.

Siehe auch

  • Phosphorige Säuren und Phosphate
  • Natrium trimetaphosphate
  • Natrium hexametaphosphate

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