Phosphodiéster Link

Hva er fosfodiéster lenker?

De Fosfodiéster -koblinger De er de kovalente bindinger som oppstår mellom to av oksygenatomene i en fosfatgruppe og hydroksylgruppene av to andre forskjellige molekyler. I denne typen koblinger fungerer fosfatgruppen som en stabil union "bro" mellom de to molekylene gjennom oksygenatomer.

Den grunnleggende rollen til fosfodisterbindinger i naturen er dannelsen av nukleinsyrekjeder, både DNA og RNA. Sammen med pentosesukker (deoksyribose eller ribose, som tilfellet kan være), er fosfatgruppene en del av støtten til disse viktige biomolekylene.

Fosfodiéster -kobling i DNA -skjelettet. Wikimedia Commons

Nukleotidkjedene til DNA eller RNA, som proteiner, kan anta forskjellige tre -dimensjonale konformasjoner som er stabilisert av ikke -kovalente bindinger, for eksempel hydrogenbroer mellom komplementære baser.

Imidlertid er den primære strukturen gitt av den lineære sekvensen av nukleotidene forenet kovalent ved hjelp av fosfodiéster.

Hvordan dannes en fosfodiéster -kobling?

I likhet med peptidbindinger i proteiner og glukosidbindinger mellom monosakkarider, er fosfodisterbindinger skyldes dehydreringsreaksjoner der et vannmolekyl går tapt. Deretter den generelle ordningen for en av disse dehydreringsreaksjonene:

H-X₁-OH + H-X₂-OH → H-X₁-X₂-Oh + h₂ENTEN

Fosfationene tilsvarer den helt ubehagelige konjugatbasen av fosforsyre og kalles uorganiske fosfater, hvis forkortelse er betegnet som PI. Når to fosfatgrupper er forent med hverandre en vannfri fosfatbinding, og et molekyl kjent som uorganisk pyrofosfat eller PPI, oppnås.

Kan tjene deg: Isomalt: Kjennetegn, struktur, funksjoner

Når et fosfation forbinder et karbonatom i et organisk molekyl, kalles den kjemiske bindingen fosfatester, og den resulterende arten er et organisk monofosfat. Hvis det organiske molekylet binder seg til mer enn en fosfatgruppe, dannes organiske difosfater eller trifats.

Når et enkelt molekyl av uorganisk fosfat forbinder to organiske grupper, brukes en fosfodiéster eller "Dieter Fosfat". Det er viktig å ikke forveksle fosfodieterbindinger med høy -energi fosfoanhydrobindinger mellom molekyler fosfatgrupper som ATP, for eksempel.

Fosfodisterbindinger mellom tilstøtende nukleotider består av to fosfoestterbindinger som oppstår mellom hydroksyl i posisjon 5 'av et nukleotid og hydroksyl i posisjon 3' av følgende nukleotid i et DNA eller RNA -streng.

Avhengig av forholdene til mediet, kan disse bindingene hydrolyseres både enzymatiske og ikke enzymatisk.

Enzymer involvert

Dannelsen og brudd på kjemiske bindinger er avgjørende for alle viktige prosesser som vi kjenner dem, og tilfellet med fosfodisterbindinger er intet unntak.

Blant de viktigste enzymene som disse koblingene kan danne er DNA- eller RNA -polymeraser og ribzymer. Fosfodiesterae -enzymer er i stand til å hydrolysere dem enzymatisk.

Under replikasjonen blir avgjørende prosess for celleproliferasjon, i hver reaksjonssyklus en DNTP (deoksynukleotid -tryfosfat) komplementær til formbasen inkorporert i DNA ved hjelp av en nukleotidoverføringsreaksjon.

Polymerase er ansvarlig for å danne en ny kobling mellom formen 3'-OH ved fosfoanhydro-koblinger.

Kan tjene deg: protonefrides

Resultatet er omfanget av kjeden med et nukleotid og frigjøring av et pyrofosfatmolekyl (PPI) s. Det har blitt bestemt at disse reaksjonene fortjener to divalente magnesiumioner (Mg²⁺), hvis tilstedeværelse tillater elektrostatisk stabilisering av nukleofilen OH^- For å få tilnærmingen til det aktive stedet for enzymet.

Han Pk_til av en fosfodiéster -kobling er nær 0, så i en vandig løsning er disse bindingene fullstendig ionisert, negativt lastet.

Dette gir nukleinsyremolekylene en negativ belastning, som nøytraliseres takket være ioniske interaksjoner med de positive belastningene av aminosyrer av protein, elektrostatisk forening med metallioner eller til assosiasjonen med polyaminer.

I en vandig løsning er fosfodisterbindinger i DNA -molekyler mye mer stabile enn i RNA -molekyler. I en alkalisk løsning blir disse bindingene i RNA -molekyler delt ved intramolekylær forskyvning av nukleosidet i 5 'enden av en Oxianion 2'.

Funksjon og eksempler

Som nevnt er den mest relevante rollen til disse bindingene deres deltakelse i dannelsen av skjelettet til nukleinsyremolekyler, som er de viktigste molekylene i den cellulære verden.

Aktiviteten til topoisomerase -enzymer, som aktivt deltar i replikasjonen av DNA og proteinsyntese, avhenger av interaksjonen mellom fosfodisterbindingene til 5 'DNA -enden av DNA med lateralkjeden av tyrosinavfall i det aktive stedet til disse enzymene.

Kan tjene deg: 19 typer fossilisering og deres egenskaper

Molekyler som deltar som andre budbringere, for eksempel syklisk monofosfatadenosin (CARN) eller syklisk trifosfat guanosin (CGTP), har fosfodisterbindinger som er hydrolysert av spesifikke enzym, kjent som fosfodiester, hvis deltakelse er av den nære enzymene kjent som phosfodes cellesterae, hvis deltakelse er av de som er viktige for å ha en phosfodi -telefoner som er hydrolysert av spesifikke enzymer kjent som phosfodiéster -telefoner som er hydrolysert av spesifikke enzymer, kjent som phosfodiéster -telefoner som er hydrolysert av disse.

Glyceofosfolipider, grunnleggende komponenter i biologiske membraner, er sammensatt av et glyserolmolekyl som binder seg med fosfodiesterbindinger til de polare "hodet" -gruppene som utgjør det hydrofile området i molekylet.

Referanser

1. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, ca. TIL., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h., Martin, k. (2003). Molekylær cellebiologi (5. utg.). Freeman, w. H. & Selskap.
2. Nakamura, t., Zhao, og., Yamagata, og., Hua, og. J., & Yang, w. (2012). Ser på DNA -polymerase η lage en fosfodiesterbinding. Natur, 487(7406), 196-201.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehninger prinsipper for biokjemi. Omega -utgaver (5. utg.)