Fosforylacja

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^[1] i bezwodniki kwasowe (pirofosforany)^[2], azolidy^[3] lub tzw. estry aktywne^[4] (zawierające dobrą grupę opuszczającą, np. pentafluorofenylową). Inną strategią jest użycie nieaktywnego związku fosforowego w parze z tzw. czynnikiem kondensującym, aktywującym substrat fosforanowy in situ^[5].

Przykład – fosforylacja etanolu z użyciem tlenochlorku fosforu połączona z następczą hydrolizą pozostałych wiązań P−Cl w celu uzyskania fosforanu etylu:

CH
3CH
2OH + P(O)Cl
3 → CH
3CH
2O−P(O)Cl
2 + HCl

CH
3CH
2O−P(O)Cl
2 + 2H
2O → CH
3CH
2O−PO
3H
2 + 2HCl

Biochemia

Proces przyłączenia reszty kwasu fosforowego do określonych związków chemicznych zachodzi w organizmach żywych. Jest katalizowany przez enzymy zwane kinazami, które transportują reszty fosforanowe na białka, nukleozydy i nukleotydy, cukry, lipidy i inne związki. Reakcję biochemicznej defosforylacji – hydrolizy wiązania fosfoestrowego – katalizują fosfatazy^[6].

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.F.R. Atherton F.R.F.R., H.T.H.T. Openshaw H.T.H.T., A.R.A.R. Todd A.R.A.R., Studies on phosphorylation. Part I. Dibenzyl chlorophosphonate as a phosphorylating agent, „Journal of the Chemical Society”, 1945, s. 382, DOI: 10.1039/jr9450000382 (ang.).
↑ RogerR. Strömberg RogerR., JacekJ. Stawinski JacekJ., Iodine and Iodine Catalysed Phosphorylation of Nucleosides by Phosphorodiester Derivatives, „Nucleosides and Nucleotides”, 6 (5), 1987, s. 815–820, DOI: 10.1080/15257778708073428 (ang.).
↑ AdamA. Kraszewski AdamA., JacekJ. Stawiński JacekJ., Phosphoryl tris-triazole – a new phosphorylating reagent, „Tetrahedron Letters”, 21 (30), 1980, s. 2935–2936, DOI: 10.1016/S0040-4039(00)78649-7 (ang.).
↑ Bjarne H.B.H. Dahl Bjarne H.B.H. i inni, Deoxynucleoside phosphorodithioates. Preparation by a triester method, „Tetrahedron Letters”, 31 (24), 1990, s. 3489–3492, DOI: 10.1016/S0040-4039(00)97430-6 (ang.).
↑ Charles A.Ch.A. Dekker Charles A.Ch.A., Har GobindH.G. Khorana Har GobindH.G., Carbodiimides. VI. The Reaction of Dicyclohexylcarbodiimide with Yeast Adenylic Acid. A New Method for the Preparation of Monoesters of Ribonucleoside 2′- and 3′-Phosphates, „Journal of the American Chemical Society”, 76 (13), 1954, s. 3522–3527, DOI: 10.1021/ja01642a049 (ang.).
↑ EC 3.1.3 [online], Międzynarodowa Unia Biochemii i Biologii Molekularnej [dostęp 2022-01-13] .

[Todd-1] F.R.F.R. Atherton F.R.F.R., H.T.H.T. Openshaw H.T.H.T., A.R.A.R. Todd A.R.A.R., Studies on phosphorylation. Part I. Dibenzyl chlorophosphonate as a phosphorylating agent, „Journal of the Chemical Society”, 1945, s. 382, DOI: 10.1039/jr9450000382 (ang.).

[Stromberg-2] RogerR. Strömberg RogerR., JacekJ. Stawinski JacekJ., Iodine and Iodine Catalysed Phosphorylation of Nucleosides by Phosphorodiester Derivatives, „Nucleosides and Nucleotides”, 6 (5), 1987, s. 815–820, DOI: 10.1080/15257778708073428 (ang.).

[triazol-3] AdamA. Kraszewski AdamA., JacekJ. Stawiński JacekJ., Phosphoryl tris-triazole – a new phosphorylating reagent, „Tetrahedron Letters”, 21 (30), 1980, s. 2935–2936, DOI: 10.1016/S0040-4039(00)78649-7 (ang.).

[Dahl-4] Bjarne H.B.H. Dahl Bjarne H.B.H. i inni, Deoxynucleoside phosphorodithioates. Preparation by a triester method, „Tetrahedron Letters”, 31 (24), 1990, s. 3489–3492, DOI: 10.1016/S0040-4039(00)97430-6 (ang.).

[Dekker-5] Charles A.Ch.A. Dekker Charles A.Ch.A., Har GobindH.G. Khorana Har GobindH.G., Carbodiimides. VI. The Reaction of Dicyclohexylcarbodiimide with Yeast Adenylic Acid. A New Method for the Preparation of Monoesters of Ribonucleoside 2′- and 3′-Phosphates, „Journal of the American Chemical Society”, 76 (13), 1954, s. 3522–3527, DOI: 10.1021/ja01642a049 (ang.).

[EC-6] EC 3.1.3 [online], Międzynarodowa Unia Biochemii i Biologii Molekularnej [dostęp 2022-01-13] .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]