Фосфаты сахаров ( сахара , к которым добавлены или заменены фосфатные группы) часто используются в биологических системах для хранения или передачи энергии . Они также образуют основу для ДНК и РНК . Геометрия сахарофосфатного остова изменяется вблизи модифицированных нуклеотидов.
Примеры включают в себя:
Сахарофосфатный остов имеет мультиплексную электронную структуру, и делокализация электронов усложняет его теоретическое описание. Некоторая часть электронной плотности делокализована по всей основной цепи, и на степень делокализации влияет конформация основной цепи из-за эффектов гиперконъюгации . Гиперконъюгация возникает в результате донорно-акцепторных взаимодействий локализованных орбиталей в положениях 1,3.
Фосфодиэфирный остов ДНК и РНК состоит из пар сахаров дезоксирибозы или рибозы , связанных фосфатами в соответствующих 3'- и 5'-положениях. Основная цепь отрицательно заряжена и гидрофильна , что обеспечивает сильное взаимодействие с водой. [1] Сахарофосфатный остов образует структурный каркас нуклеиновых кислот , включая ДНК и РНК . [2]
Фосфаты сахаров определяются как углеводы, с которыми фосфатная группа связана сложноэфирной или любой другой связью, в зависимости от того, включает ли она спиртовой или полуацетальный гидроксил соответственно. Растворимость , скорость кислотного гидролиза , сила кислоты и способность выступать в качестве доноров сахарных групп — это знания о физических и химических свойствах, необходимые для анализа обоих типов сахарофосфатов. Цикл фотосинтетического восстановления углерода тесно связан с сахарофосфатами, а сахарофосфаты являются одной из ключевых молекул в метаболизме (Сахарофосфаты играют важную роль в обмене веществ из-за своей задачи по хранению и передаче энергии. Не только рибозо-5-фосфат, но и Фруктозо-6-фосфат является промежуточным продуктом пентозофосфатного пути, который генерирует никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН) и пентозы из полимеров глюкозы и продуктов их распада.) окислительные пентозофосфатные пути, глюконеогенез , важные промежуточные продукты гликолиза . Фосфаты сахаров участвуют не только в метаболической регуляции и передаче сигналов, но также участвуют в синтезе других фосфатных соединений. [3]
Пептидная нуклеиновая кислота (ПНК) представляет собой нуклеиновую кислоту, в которой природная нуклеиновая кислота заменена синтетическим пептидным остовом, образованным из звеньев N- (2-аминоэтил)глицина, а также сахарофосфатным остовом, образующим ахиральную и незаряженную часть, которая имитирует олигонуклеотиды РНК или ДНК . ПНА не может разлагаться внутри живых клеток, но она химически стабильна и устойчива к гидролитическому (ферментативному) расщеплению . [4]
Фосфаты сахара играют важную роль в обмене веществ из-за их задачи по хранению и передаче энергии. Не только рибозо-5-фосфат, но и фруктозо-6-фосфат являются промежуточными продуктами пентозофосфатного пути, который генерирует никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН) и пентозы из полимеров глюкозы и продуктов их распада. Этот путь известен как гликолиз , при котором одни и те же углеводы разлагаются до пируватов, обеспечивая тем самым энергию. [5] Реакции этих путей катализируются ферментами. Некоторые ферменты содержат металлоцентры в своем активном центре , который является важной частью ферментов, а также катализируемой реакции. Фосфатная группа может координироваться с металлическим центром, например, 1,6-бисфосфатазы и АДФ-рибозопирофосфатазы.
Фосфоглицерат и некоторые фосфаты сахаров, которые являются известными промежуточными продуктами фотосинтетического углеродного цикла Кальвина , стимулируют светозависимую фиксацию углекислого газа изолированными хлоропластами. Эта способность свойственна и некоторым другим метаболитам (например, глюкозо-1-фосфату), из которых известными метаболическими путями можно легко получить принятые промежуточные продукты цикла Кальвина.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )