Fosforylacja - Polski Serwis Naukowy

Fosforylacja – reakcja przyłączenia reszty fosforanowej do nukleofilowego atomu dowolnego związku chemicznego. Zazwyczaj fosforylowane są grupy hydroksylowe (estryfikacja alkoholi) lub aminowe (tworzenie amidów). Przeciwieństwem fosforylacji jest defosforylacja.

Chemia

W chemii do fosforylacji stosuje się aktywne pochodne kwasu fosforowego, np. chlorki i bezwodniki kwasowe (pirofosforany), azolidy lub tzw. estry aktywne (zawierające dobrą grupę opuszczającą, np. pentafluorofenylową). Inną strategią jest użycie nieaktywnego związku fosforowego w parze z tzw. czynnikiem kondensującym, aktywującym substrat fosforanowy in situ.

Sir Alexander Robert Todd (ur. 2 października 1907 w Glasgow, zm. 10 stycznia 1997 w Cambridge) – szkocki biochemik, laureat Nagrody Nobla z dziedziny chemii w roku 1957, przyznanej za badania nukleotydów i enzymów nukleotydowych. Wyjaśnił m.in. budowę witaminy B12.

Defosforylacja jest procesem odwrotnym do fosforylacji, polegającym na odszczepieniu reszty fosforanowej od cząsteczki białka (a w ogólności każdego innego związku organicznego). Enzymami odpowiedzialnymi za ten proces są fosfatazy alkaliczne i kwasowe.

Przykład – fosforylacja etanolu tlenochlorkiem fosforu(V) połączona z następczą hydrolizą pozostałych wiązań P-Cl w celu uzyskania fosforanu etylu: CH3CH2OH + P(O)Cl3 → CH3CH2O-P(O)Cl2 + HCl CH3CH2O-P(O)Cl2 + 2H2O → CH3CH2O-PO3H2 + 2HCl

Biochemia

Proces przyłączenia reszty kwasu fosforowego do określonych związków chemicznych, zachodzi w organizmach żywych. Jest katalizowany przez enzymy zwane kinazami, które transportują reszty kwasowe na białka, nukleozydy i nukleotydy, cukry, lipidy i in.

Hydroliza - reakcja chemiczna polegająca na rozpadzie cząsteczek związku chemicznego na dwa lub więcej mniejszych fragmentów w reakcji z wodą lub parą wodną. W przypadku soli jonowych przez hydrolizę rozumie się zbiór wtórnych reakcji jonów powstałych w wyniku solwolizy tej soli, które niekiedy prowadzą do zmiany pH środowiska.

Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.

Szczególnymi przypadkami fosforylacji są reakcje powstawania wysokoenergetycznych cząsteczek ATP, które mogą zachodzić na różnych drogach (np. fosforylacja oksydacyjna, fosforylacja substratowa lub fosforylacja fotosyntetyczna).

Przypisy

F. R. Atherton, H. T. Openshaw, A. R. Todd. Studies on Phosphorylation. 1. Dibenzyl Chlorophosphonate As A Phosphorylating Agent. „J.Chem.Soc.”, s. 382-385, 1945. doi:10.1039/JR9450000382.
R. Strömberg, J. Stawiński. Iodine and Iodine Catalysed Phosphorylation of Nucleosides by Phosphorodiester Derivatives. „Nucleosides Nucleotides”. 6 (5), s. 815-820, 1987. doi:10.1080/15257778708073428.
A. Kraszewski, J. Stawiński. Phosphoryl tris-triazole – a new phosphorylating reagent. „Tetrahedron Lett.”. 21 (30), s. 2935-2936, 1980. doi:10.1016/S0040-4039(00)78649-7.
B. M. Dahl, K. Bjergarde, J. Nielsen, O. Dahl. Deoxynucleoside phosphorodithioates. Preparation by a triester method. „Tetrahedron Lett.”. 31 (24), s. 3489-3492, 1990. doi:10.1016/S0040-4039(00)97430-6.
C. A. Dekker, H. G. Khorana. Carbodiimides. VI. the Reaction of Dicyclohexylcarbodiimide with Yeast Adenylic Acid – A New Method for the Preparation of Monoesters of Ribonucleoside 2'-Phosphate and 3'-Phosphates. „J.Am.Chem.Soc.”. 76 (13), s. 3522-3527, 1954. doi:10.1021/ja01642a049.