Fosfodiesteris susieja, kaip jis susidaro, funkcijos ir pavyzdžiai



The fosfodiesterio obligacijas jie yra kovalentiniai ryšiai, atsirandantys tarp dviejų fosfato grupės deguonies atomų ir dviejų kitų molekulių hidroksilo grupių. Šio tipo obligacijose fosfatų grupė veikia kaip stabilios abiejų molekulių sąjungos tiltas per savo deguonies atomus.

Pagrindinis vaidmuo fosfodiesterio obligacijų pobūdžio yra grandinių iš nukleino rūgščių, tiek DNR ir RNR formavimas. Kartu su pentozė angliavandenių (Dezoksiribozė arba ribozės, kaip tinkama) fosfato grupių yra dalis atramos konstrukcijos šių svarbių biomolekulėse.

Nukleotidų gijos DNR arba RNR, kaip baltymų, gali manyti, skirtingus trijų matmenų konformacijas, kad yra stabilizuojamas ne-kovalentinių jungčių, pavyzdžiui, vandenilio ryšių tarp viena kitą papildančių bazių.

Tačiau pirminė struktūra gaunama pagal linijinę nukleotidų seką, kovalentiškai susijusią su fosfodiesterio jungtimis.

Indeksas

  • 1 Kaip susidaro fosfodiesterio jungtis?
    • 1.1 Susiję fermentai
  • 2 Funkcija ir pavyzdžiai
  • 3 Nuorodos

Kaip susidaro fosfodiesterio jungtis?

Kaip peptidų obligacijų baltymų ir glikozidiniais ryšiais tarp monosacharidų, fosfodiesterio ryšius, atsiradę dehidratacijos reakcijų, kurioje vandens molekulė yra prarastas. Tada bendroji schema iš šių dehidratacijos reakcijas:

H-X1-OH + H-X2-OH → H-X1-X2-OH + H2O

Fosfato jonai atitinka visiškai deprotonuotą fosforo rūgšties konjuguotą bazę ir vadinami neorganiniais fosfatais, kurių santrumpa žymima Pi. Kai susiejamos dvi fosfato grupės, susidaro bevandenis fosfato ryšys ir gaunama neorganinės pirofosfato arba PPi molekulė..

Kai fosfato jonų yra prijungti prie anglies atomo organine molekule, cheminis ryšys yra vadinamas fosfato esterio, o susidarantys rūšys yra organinis monofosfatas. Jei organinė molekulė, jungiasi su daugiau nei viena fosfato grupė, difosfato arba trifosfato forma organinė.

Kai viena neorganinio fosfato molekulė prisijungia prie dviejų organinių grupių, naudojama fosfodiesterio jungtis arba "diesterio fosfatas". Svarbu ne maišyti fosfodiesterio jungtis su didelės energijos fosforanhidro jungtimis tarp molekulių, pvz., ATP, fosfatų grupių..

Fosfodiesterio jungtys tarp gretimų nukleotidų susideda iš dviejų fosfesterio jungčių, kurios atsiranda tarp hidroksilo, esančio nukleotido 5 'padėtyje, ir hidroksilo, esančio kito nukleotido 3' padėtyje DNR arba RNR grandinėje.

Priklausomai nuo terpės sąlygų, šios jungtys gali būti hidrolizuojamos ir fermentiškai, ir ne fermentiškai.

Susiję fermentai

Cheminių ryšių formavimas ir lūžimas yra labai svarbus visiems gyvybiniams procesams, kaip mes juos žinome, ir fosfodiesterio obligacijų atvejis nėra išimtis.

Tarp svarbiausių fermentų, kurie gali sudaryti šias jungtis, yra DNR arba RNR polimerazės ir ribozimai. Fermentų fosfodiesterazės gali fermentiškai hidrolizuoti jas.

replikacijos metu, labai svarbu ląstelių proliferacijos proceso kiekvienoje reakcija ciklo vieną dNTP (dezoksinukleotidtrifosfato) papildo su bazine pelėsių yra įtrauktas į DNR reakcijos perdavimo nukleotido.

Polimerazė yra atsakinga už naujo ryšio formavimąsi tarp šablono grandinės 3'-OH ir dNTP α-fosfato, nes energija, išlaisvėjusi iš dNTP α ir β fosfatų jungčių, susietų su obligacijas.

Rezultatas - grandinės išplėtimas nukleotidu ir pirofosfato molekulės (PPi) išsiskyrimas. Nustatyta, kad šios reakcijos nusipelno du dvivalentius magnio jonus (Mg2+), kurių buvimas leidžia elektrostatinį stabilizavimą nukleofilui OH- gauti apytikslį aktyvios fermento vietą.

The pKa iš fosfodiesterio jungties yra artimas 0, todėl vandeniniame tirpale šie ryšiai yra visiškai jonizuoti, neigiamai įkrauti.

Tai suteikia nukleino rūgšties molekulėms neigiamą krūvį, kuris neutralizuojamas dėl jonų sąveikos su teigiamais baltymų aminorūgščių likučiais, elektrostatiniu surišimu su metaliniais jonais arba susiejimu su poliaminais..

Vandeniniame tirpale DNR molekulių fosfodiesterio jungtys yra daug stabilesnės nei RNR molekulėse. Šarminiame tirpale minėtos RNR molekulių jungiamosios jungtys yra išskaldytos molekuliniu būdu nukreipiant nukleozidą 5 'gale 2' oksianionu..

Funkcija ir pavyzdžiai

Kaip minėta, svarbiausias šių ryšių vaidmuo yra jų dalyvavimas formuojant nukleorūgščių molekulių, kurios yra svarbiausios ląstelių pasaulio molekulės, skeletą..

Topoizomerazės fermentų, aktyviai dalyvaujančių DNR replikacijoje ir baltymų sintezėje, aktyvumas priklauso nuo fosfodiesterio jungčių sąveikos DNR 5 'gale su tirozino liekanų šonine grandine aktyvioje jų vietoje. fermentų.

Molekulėse, dalyvaujančiose kaip antriniai pasiuntiniai, pavyzdžiui, ciklinis adenozino monofosfatas (cAMP) arba ciklinis guanozino trifosfatas (cGTP), yra fosfodiesterio jungtys, kurios hidrolizuojamos specifiniais fermentais, žinomais kaip fosfodiesterazės, kurių dalyvavimas yra labai svarbus daugeliui signalizacijos procesų ląstelių.

Glicerofosfolipidai, pagrindiniai biologinių membranų komponentai, susideda iš glicerolio molekulės, kurią jungia fosfodiesterio jungtys su polinėmis "galvų" grupėmis, kurios sudaro hidrofilinį molekulės regioną..

Nuorodos

  1. Fothergill, M., Goodman, M.F., Petruska, J. ir Warshel, A. (1995). Metalų jonų vaidmens fosfodiesterio rišimo hidrolizės struktūroje-energetinė analizė I polimeraze I. Amerikos chemijos draugijos leidinys, 117(47), 11619-11627.
  2. Lodish H., Berk A., "Kaiser, Apeliacinis teismas, Krieger, M. Bretscher A., ​​Ploegh H. Martin K. (2003). Molekulinės ląstelės biologija (5-asis red.). Freeman, W. H. & Company.
  3. Nakamura, T., Zhao, Y., Yamagata, Y., Hua, Y. J. ir Yang, W. (2012). Žiūrint DNR polimerazę η sudaro fosfodiesterio jungtį. Gamta, 487(7406), 196-201.
  4. Nelsonas, D. L., ir Cox, M. M. (2009). Lehningerio biochemijos principai. Omega leidiniai (5-asis red.)
  5. Oivanen, M., Kuusela, S., ir Lönnberg, H. (1998). RNR fosfodiesterio jungčių skilimo ir izomerizacijos kinetika ir mechanizmai bronzinėmis rūgštimis ir bazėmis. Cheminės apžvalgos, 98(3), 961-990.
  6. Pradeepkumar, P.I., Höbartner, C., Baum, D. ir Silverman, S. (2008). DNR katalizuota Nucleopeptide jungčių formacija. „Angewandte Chemie International Edition“, 47(9), 1753-1757.
  7. Soderberg, T. (2010). Organinė chemija su biologiniu akcentu II tomas (II tomas). Minesota: Minesotos universitetas Morris Digital Well. Gauta iš www.digitalcommons.morris.umn.edu