Phosphodiester เชื่อมโยงถึงการเกิดการทำงานและตัวอย่าง



พันธะฟอสฟอรัส เป็นพันธะโควาเลนต์ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมออกซิเจนสองกลุ่มของฟอสเฟตและกลุ่มไฮดรอกซิลของโมเลกุลอีกสองโมเลกุล ในพันธบัตรประเภทนี้กลุ่มฟอสเฟตทำหน้าที่เป็น "สะพาน" ของการรวมกลุ่มที่มั่นคงระหว่างโมเลกุลสองโมเลกุลผ่านอะตอมออกซิเจน.

บทบาทพื้นฐานของพันธะฟอสโฟมีสเทอร์ในธรรมชาติคือการก่อตัวของกรดนิวคลีอิกของทั้งดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ พร้อมกับน้ำตาล pentose (deoxyribose หรือ ribose, แล้วแต่กรณี) กลุ่มฟอสเฟตเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างสนับสนุนของสารชีวโมเลกุลที่สำคัญเหล่านี้.

โซ่นิวคลีโอไทด์ของ DNA หรือ RNA เช่นเดียวกับโปรตีนสามารถอนุมานความสอดคล้องสามมิติที่แตกต่างกันซึ่งถูกทำให้เสถียรโดยพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์เช่นพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐานที่สมบูรณ์.

อย่างไรก็ตามโครงสร้างหลักนั้นได้รับจากลำดับเชิงเส้นของนิวคลีโอไทด์ที่ถูกพันธะโควาเลนเชียสโดยพันธะฟอสฟิกโซ.

ดัชนี

  • 1 วิธีการเกิดพันธะฟอสฟั่ม?
    • 1.1 เอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง
  • 2 ฟังก์ชั่นและตัวอย่าง
  • 3 อ้างอิง

วิธีการเกิดพันธะฟอสโฟ?

เช่นเดียวกับพันธะเปปไทด์ในโปรตีนและพันธะ glycosidic ระหว่าง monosaccharides พันธะ phosphodiester เป็นผลมาจากปฏิกิริยาการคายน้ำซึ่งโมเลกุลของน้ำจะหายไป นี่คือเค้าโครงทั่วไปของหนึ่งในปฏิกิริยาการคายน้ำ:

H-X1-OH + H-X2-OH → H-X1-X2-OH + H2O

ฟอสเฟตไอออนสอดคล้องกับฐานผันของกรดฟอสฟอริกคอนจูเกต deprotonated อย่างสมบูรณ์และเรียกว่าอนินทรีย์ฟอสเฟตตัวย่อซึ่งเป็นตัวแทนของปี่ เมื่อกลุ่มฟอสเฟตสองกลุ่มถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันจะเกิดพันธะฟอสเฟตรัสและโมเลกุลที่รู้จักกันในชื่ออนินทรีย์ไพโรฟอสเฟตหรือ PPi.

เมื่อไอออนของฟอสเฟตถูกยึดติดกับอะตอมคาร์บอนของโมเลกุลอินทรีย์พันธะเคมีเรียกว่าฟอสเฟตเอสเตอร์และสปีชี่ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นโมโนโพลีฟอสเฟตอินทรีย์ หากโมเลกุลของสารอินทรีย์จับกับกลุ่มฟอสเฟตมากกว่าหนึ่งกลุ่มจะเกิดสารประกอบอินทรีย์ไดไฮฟอสเฟตหรือไตรฟอสเฟตขึ้น.

เมื่อโมเลกุลหนึ่งของอนินทรีย์ฟอสเฟตจับกับกลุ่มสารอินทรีย์สองกลุ่มจะใช้พันธะฟอสโฟซิสเตอร์หรือ "ดิสเทอร์ฟอสเฟต" เป็นสิ่งสำคัญที่จะไม่ทำให้พันธะฟอสฟอสซิสสับสนกับพันธะฟอสโฟนันไฮโดรพลังงานสูงระหว่างกลุ่มฟอสเฟตของโมเลกุลเช่น ATP เป็นต้น.

Phosphodiester ที่อยู่ติดกันประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์สองพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 5 ของนิวคลีโอไทด์และไฮดรอกซิล ณ ตำแหน่งที่ 3 ของนิวคลีโอไทด์ต่อไปบนดีเอ็นเอหรือ RNA.

ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของตัวกลางพันธะเหล่านี้สามารถถูกไฮโดรไลซ์ทั้งเอนไซม์.

เอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง

การก่อตัวและการแตกพันธะทางเคมีนั้นมีความสำคัญสำหรับกระบวนการที่สำคัญทั้งหมดดังที่เราทราบและในกรณีของพันธะฟอสโฟเมอร์สเตอร์ก็ไม่ได้เป็นข้อยกเว้น.

ในบรรดาเอนไซม์ที่สำคัญที่สุดที่สามารถสร้างพันธะเหล่านี้ได้คือ DNA หรือ RNA polymerases และ ribozymes เอนไซม์ phosphodiesterases สามารถย่อยสลายเอนไซม์ได้.

ในระหว่างการทำซ้ำกระบวนการที่สำคัญสำหรับการเพิ่มจำนวนเซลล์ในแต่ละรอบปฏิกิริยา dNTP (deoxynucleotide triphosphate) ประกอบกับฐานแม่แบบถูกรวมเข้าไปใน DNA โดยปฏิกิริยาการถ่ายโอนนิวคลีโอไทด์.

โพลีเมอเรสมีหน้าที่สร้างพันธะใหม่ระหว่าง 3'-OH ของเทมเพลตสแตรนด์และα-ฟอสเฟตของ dNTP ขอบคุณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของพันธะระหว่างαและβฟอสเฟตของ dNTP ซึ่งเชื่อมโยงกัน โดยพันธะฟอสโฟนันโดร.

ผลที่ได้คือการขยายของห่วงโซ่โดยนิวคลีโอไทด์และการเปิดตัวของโมเลกุล pyrophosphate (PPi) s มันได้รับการพิจารณาแล้วว่าปฏิกิริยาเหล่านี้ได้รับแมกนีเซียมไอออนคู่ divalent (Mg)2+) ซึ่งมีการอนุญาตให้มีการรักษาเสถียรภาพไฟฟ้าสถิตของ nucleophile OH- เพื่อรับการประมาณไปยังไซต์ที่ใช้งานของเอนไซม์.

เภสัชจลนศาสตร์ไปยัง พันธะฟอสโฟมีเตอร์อยู่ใกล้กับ 0 ดังนั้นในสารละลายน้ำพันธะเหล่านี้จะแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์มีประจุลบ.

สิ่งนี้ทำให้โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกมีประจุเป็นลบซึ่งถูกทำให้เป็นกลางเนื่องจากการปฏิสัมพันธ์แบบอิออนกับประจุบวกของโปรตีนกรดอะมิโนที่ตกค้างการจับไฟฟ้าสถิตกับไอออนของโลหะหรือการเชื่อมโยงกับโพลีเอมีน.

ในสารละลายที่เป็นน้ำฟอสโฟมินัสพันธบัตรในโมเลกุลดีเอ็นเอมีความเสถียรมากกว่าโมเลกุล RNA ในสารละลายอัลคาไลน์กล่าวว่าพันธะในโมเลกุลอาร์เอ็นเอนั้นจะถูกแยกออกจากการกระจัดของโมเลกุลของนิวคลีโอไซด์ที่ปลาย 5 'โดยการออกซิไดเนียน 2.

ฟังก์ชั่นและตัวอย่าง

ดังที่กล่าวไปแล้วบทบาทที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของลิงค์เหล่านี้คือการมีส่วนร่วมในการสร้างโครงกระดูกของโมเลกุลกรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นโมเลกุลที่สำคัญที่สุดในโลกเซลลูลาร์.

กิจกรรมของเอนไซม์ topoisomerase ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจำลองดีเอ็นเอและการสังเคราะห์โปรตีนขึ้นอยู่กับการทำงานของพันธะฟอสโฟมีเตอร์ที่ปลาย 5 ของ DNA ที่มีโซ่ด้านข้างของไทโรซีนตกค้างที่ไซต์ของสิ่งเหล่านี้ เอนไซม์.

โมเลกุลที่เข้าร่วมในฐานะผู้ส่งสารรายที่สองเช่น cyclic adenosine monophosphate (cAMP) หรือ cyclic guanosine triphosphate (cGTP) มีพันธะฟอสฟอสเตอร์ที่ถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ที่เรียกว่า phosphodiesterases โทรศัพท์มือถือ.

Glycerophospholipids ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานในเยื่อหุ้มชีวภาพประกอบไปด้วยโมเลกุลกลีเซอรอลที่ถูกพันธะโดยพันธะฟอสโฟซิสเทอร์กับกลุ่ม "หัว" ขั้วที่ทำขึ้นในภูมิภาคที่ชอบน้ำของโมเลกุล.

การอ้างอิง

  1. Fothergill, M. , Goodman, M.F. , Petruska, J. , & Warshel, A. (1995) การวิเคราะห์โครงสร้าง - พลังงานของบทบาทของไอออนโลหะในการไฮโดรไลซิสพันธะฟอสโฟเมชั่นโดย DNA Polymerase I. วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน, 117(47), 11619-11627.
  2. Lodish, H. , Berk, A. , Kaiser, C.A. , Krieger, M. , Bretscher, A. , Ploegh, H. , Martin, K. (2003). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ (ฉบับที่ 5) ฟรีแมน W. W. & บริษัท.
  3. Nakamura, T. , Zhao, Y. , Yamagata, Y. , Hua, Y. J. , & Yang, W. (2012) การรับชม DNA polymerase ηสร้างพันธะฟอสโฟลิสเตอร์. ธรรมชาติ, 487(7406), 196-201.
  4. Nelson, D. L. , & Cox, M. M. (2009). หลักการทางชีวเคมีของ Lehninger. รุ่นโอเมก้า (ฉบับที่ 5)
  5. Oivanen, M. , Kuusela, S. , & Lönnberg, H. (1998) จลนพลศาสตร์และกลไกสำหรับความแตกแยกและไอโซเมอไรเซชันของฟอสโฟซิสเตอร์ของอาร์เอ็นเอโดยกรดและเบสฐาน. รีวิวเคมี, 98(3), 961-990.
  6. Pradeepkumar, P.I. , Höbartner, C. , Baum, D. , & Silverman, S. (2008) การก่อตัวของ DNA-catalyzed ของ Nucleopeptide Linkages. Angewandte Chemie International Edition, 47(9), 1753-1757.
  7. Soderberg, T. (2010). เคมีอินทรีย์ที่เน้นทางชีววิทยาเล่มที่ 2 (ตอนที่ II) Minnesota: University of Minnesota Morris Digital Well เรียกดูจาก www.digitalcommons.morris.umn.edu