Fosfodiéster link

Wat is fosfodiéster -links?

De Fosfodiéster links Het zijn de covalente bindingen die optreden tussen twee van de zuurstofatomen van een fosfaatgroep en de hydroxylgroepen van twee andere verschillende moleculen. In dit type links fungeert de fosfaatgroep als een stabiele unie "brug" tussen de twee moleculen door zijn zuurstofatomen.

De fundamentele rol van fosfodiésterbindingen in de natuur is die van de vorming van nucleïnezuurketens, zowel DNA als RNA. Samen met de pentosesuikers (deoxyribose of ribose, naargelang het geval) maken de fosfaatgroepen deel uit van de ondersteuningsstructuur van deze belangrijke biomoleculen.

Fosfodiéster -link in het DNA -skelet. Wikimedia Commons

De nucleotideketens van DNA of RNA, zoals eiwitten, kunnen verschillende drie -dimensionale conformaties aannemen die worden gestabiliseerd door niet -covalente bindingen, zoals waterstofbruggen tussen complementaire basen.

De primaire structuur wordt echter gegeven door de lineaire sequentie van de nucleotiden die covalent verenigd zijn door middel van fosfodiéster.

Hoe wordt een fosfodiéster -link gevormd?

Net als peptidebindingen in eiwitten en glucosidebindingen tussen monosachariden, het gevolg. Vervolgens het algemene schema van een van deze uitdrogingsreacties:

H-X₁-OH + H-X₂-Oh → H-X₁-X₂-OH + H₂OF

De fosfaationen komen overeen met de volledig onaangename conjugaatbasis van fosforzuur en worden anorganische fosfaten genoemd, waarvan de afkorting wordt aangeduid als PI. Wanneer twee fosfaatgroepen met elkaar verenigd zijn, een watervrij fosfaatbinding, en een molecuul dat bekend staat als anorganisch pyrofosfaat of PPI wordt verkregen.

Kan u van dienst zijn: isomalt: kenmerken, structuur, functies

Wanneer een fosfaation zich aansluit bij een koolstofatoom van een organisch molecuul, wordt de chemische binding fosfaatester genoemd en is de resulterende soort een organisch monofosfaat. Als het organische molecuul bindt aan meer dan één fosfaatgroep, worden organische difosfaten of trifats gevormd.

Wanneer een enkel molecuul anorganisch fosfaat zich aansluit bij twee organische groepen, wordt een fosfodiéster of "dieetfosfaat" gebruikt. Het is belangrijk om fosfodiésterbindingen niet te verwarren met fosfoanhydro -bindingen met hoge energie tussen moleculen fosfaatgroepen zoals ATP, bijvoorbeeld.

De fosfodiésterbindingen tussen aangrenzende nucleotiden bestaan ​​uit twee fosfoestterbindingen die optreden tussen hydroxyl in positie 5 'van een nucleotide en hydroxyl in positie 3' van het volgende nucleotide in een DNA- of RNA -streng.

Afhankelijk van de omstandigheden van het medium, kunnen deze bindingen zowel enzymatisch als niet enzymatisch worden gehydrolyseerd.

Betrokken enzymen

De vorming en breuk van chemische bindingen is cruciaal voor alle vitale processen zoals we ze kennen, en het geval van fosfodiéster -bindingen is geen uitzondering.

Een van de belangrijkste enzymen die deze links kunnen vormen, zijn DNA- of RNA -polymerasen en ribzymen. Fosfodiesterae -enzymen zijn in staat om ze enzymatisch te hydrolyseren.

Tijdens de replicatie wordt een cruciaal proces voor celproliferatie in elke reactiecyclus een DNTP (deoxynucleotide trypfosfaat) complementair aan de schimmelbasis opgenomen in het DNA door middel van een nucleotide -overdrachtsreactie.

Polymerase is verantwoordelijk voor het vormen van een nieuwe link tussen de 3'-oh van de mal door fosfoanhydro-links.

Kan u van dienst zijn: protonephriden

Het resultaat is de omvang van de keten door een nucleotide en de afgifte van een pyrofosfaatmolecuul (PPI) s. Er is vastgesteld dat deze reacties twee Divalente Magnesium -ionen verdienen (Mg²⁺), waarvan de aanwezigheid de elektrostatische stabilisatie van de nucleofiel OH mogelijk maakt^- Om de aanpak van de actieve site van het enzym te krijgen.

Hij Pk_naar van een fosfodiéster -link is dicht bij 0, dus in een waterige oplossing zijn deze bindingen volledig geïoniseerd, negatief geladen.

Dit geeft de nucleïnezuurmoleculen een negatieve belasting, die wordt geneutraliseerd dankzij ionische interacties met de positieve ladingen aminozuren van eiwitten, elektrostatische vereniging met metaalionen of met de associatie met polyamines.

In een waterige oplossing zijn fosfodiésterbindingen in DNA -moleculen veel stabieler dan in RNA -moleculen. In een alkalische oplossing worden deze bindingen in RNA -moleculen verdeeld door intramoleculaire verplaatsing van het nucleoside aan het 5 'uiteinde door een Oxianion 2'.

Functie en voorbeelden

Zoals vermeld, is de meest relevante rol van deze bindingen hun deelname aan de vorming van het skelet van nucleïnezuurmoleculen, die de belangrijkste moleculen in de cellulaire wereld zijn.

De activiteit van de topoisomerase -enzymen, die actief deelnemen aan de replicatie van DNA- en eiwitsynthese, hangt af van de interactie van de fosfodiésterbindingen van het 5 'DNA -uiteinde van het DNA met de laterale keten van tyrosineverval in de actieve plaats van deze enzymen.

Kan u van dienst zijn: 19 soorten fossilisatie en hun kenmerken

Moleculen die deelnemen als tweede boodschappers, zoals cyclische monofosfaat -adenosine (CAMP) of cyclische trifosfaatguanosine (CGTP), hebben fosfodiésterbindingen die worden gehydrolyseerd door specifieke enzymen die bekend staan ​​als fosfodiestera.

Glyceofosfolipiden, fundamentele componenten in biologische membranen, zijn samengesteld uit een glycerolmolecuul dat bindt door fosfodiesterbindingen aan de polaire "kop" groepen die het hydrofiele gebied van het molecuul vormen.

Referenties

1. Lodish, h., Berk, een., Kaiser, c. NAAR., Krieger, m., Bretscher, een., Plaath, h., Martin, K. (2003). Moleculaire celbiologie (5e ed.)). Freeman, W. H. & Bedrijf.
2. Nakamura, t., Zhao, en., Yamagata, en., Hua, en. J., & Yang, W. (2012). Het kijken naar DNA -polymerase η maakt een fosfodiester -binding. Natuur, 487(7406), 196-201.
3. Nelson, D. L., & Cox, m. M. (2009). Lehninger -principes van biochemie. Omega -edities (5e ed.))