Hispanopedia WikiEn química , los pirofosfatos son oxianiones de fósforo que contienen dos átomos de fósforo en un enlace P− O −P . Existen varias sales de pirofosfato, como el pirofosfato disódico ( Na2H2P2O7 ) y el pirofosfato tetrasódico ( Na4P2O7 ) , entre otros . A menudo , los pirofosfatos se denominan difosfatos . Los pirofosfatos originales se derivan de la neutralización parcial o completa del ácido pirofosfórico . El enlace pirofosfato también se conoce a veces como enlace fosfoanhídrido, una convención de nomenclatura que enfatiza la pérdida de agua que ocurre cuando dos fosfatos forman un nuevo enlace P−O−P , y que refleja la nomenclatura de los anhídridos de ácidos carboxílicos . Los pirofosfatos se encuentran en el ATP y otros trifosfatos de nucleótidos , que son importantes en bioquímica. El término pirofosfato es también el nombre de los ésteres formados por la condensación de un compuesto biológico fosforilado con fosfato inorgánico , como en el caso del pirofosfato de dimetilalilo . Este enlace también se denomina enlace de fosfato de alta energía .
Acidez
El ácido pirofosfórico es un ácido tetraprótico, con cuatro p K a distintos : [1]
- H 4 P 2 O 7 ⇌ [H 3 P 2 O 7 ] − + H + , p K a1 = 0,85
- [H 3 P 2 O 7 ] − ⇌ [H 2 P 2 O 7 ] 2− + H + , p K a2 = 1,96
- [ H2P2O7 ] 2 − ⇌ [ HP2O7 ] 3− + H + , pKa3 = 6,60
- [ HP2O7 ] 3 − ⇌ [ P2O7 ] 4− + H + , pKa4 = 9,41
Los pKa se presentan en dos rangos distintos porque las desprotonaciones se producen en grupos fosfato separados. En comparación con los pKa del ácido fosfórico , son 2,14, 7,20 y 12,37.
A pH fisiológicos , el pirofosfato existe como una mezcla de formas doblemente protonadas y simplemente protonadas.
Preparación
El pirofosfato disódico se prepara por condensación térmica del dihidrogenofosfato de sodio o por desprotonación parcial del ácido pirofosfórico. [2]
Los pirofosfatos son generalmente blancos o incoloros. Las sales de metales alcalinos son solubles en agua. [3] Son buenos agentes complejantes para iones metálicos (como el calcio y muchos metales de transición) y tienen muchos usos en la química industrial. El pirofosfato es el primer miembro de una serie completa de polifosfatos . [4]
En bioquímica
El anión P 2 O4−7Se abrevia PPi , que significa pirofosfato inorgánico . Se forma por hidrólisis de ATP en AMP en las células .
- ATP → AMP + PP i
Por ejemplo, cuando una polimerasa incorpora un nucleótido a una cadena de ADN o ARN en crecimiento, se libera pirofosfato (PP i ). La pirofosforólisis es la reacción inversa de la polimerización en la que el pirofosfato reacciona con el 3'-nucleósidomonofosfato ( NMP o dNMP), que se elimina del oligonucleótido para liberar el trifosfato correspondiente ( dNTP del ADN o NTP del ARN).
El anión pirofosfato tiene la estructura P 2 O4−7, y es un anhídrido ácido de fosfato . Es inestable en solución acuosa y se hidroliza en fosfato inorgánico:
- P2O4−7+ H2O → 2HPO2−4
o en la notación abreviada de los biólogos:
- P -i + H2O → 2 P -i +2H +
En ausencia de catálisis enzimática, las reacciones de hidrólisis de polifosfatos simples como el pirofosfato, el trifosfato lineal, el ADP y el ATP normalmente se desarrollan de forma extremadamente lenta en todos los medios, excepto en los altamente ácidos. [5]
(La reacción inversa es un método para preparar pirofosfatos calentándolos).
Esta hidrólisis a fosfato inorgánico hace que la escisión de ATP a AMP y PP sea irreversible , y las reacciones bioquímicas acopladas a esta hidrólisis también son irreversibles.
La PP i se encuentra en el líquido sinovial , el plasma sanguíneo y la orina en niveles suficientes para bloquear la calcificación y puede ser un inhibidor natural de la formación de hidroxiapatita en el líquido extracelular (LEC). [6] Las células pueden canalizar la PP i intracelular hacia el LEC. [7] El ANK es un canal de PP i de membrana plasmática no enzimático que sustenta los niveles extracelulares de PP i . [7] La función defectuosa del canal de PP i de membrana ANK se asocia con una baja PP i extracelular y una elevada PP i intracelular . [6] La ectonucleótido pirofosfatasa/fosfodiesterasa (ENPP) puede funcionar para aumentar la PP i extracelular . [7]
Desde el punto de vista de la contabilidad de fosfato de alta energía , la hidrólisis de ATP a AMP y PPi requiere dos fosfatos de alta energía, ya que para reconstituir AMP en ATP se requieren dos reacciones de fosforilación .
- AMP + ATP → 2 ADP
- 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP
La concentración plasmática de pirofosfato inorgánico tiene un rango de referencia de 0,58 a 3,78 μM (intervalo de predicción del 95%). [8]
Terpenos
El pirofosfato de isopentenilo se convierte en pirofosfato de geranilo , el precursor de decenas de miles de terpenos y terpenoides . [9]
Como aditivo alimentario
Se utilizan diversos difosfatos como emulsionantes , estabilizadores , reguladores de la acidez , leudantes , secuestrantes y agentes de retención de agua en el procesamiento de alimentos. [10] Se clasifican en el esquema de números E bajo E450: [11]
- E450(a): difosfato dihidrógeno de di sodio ; difosfato trisódico ; difosfato tetrasódico (TSPP); difosfato tetrapotásico
- E450(b): trifosfato de penta sodio y penta potasio
- E450(c): polifosfatos de sodio y potasio
En particular, se utilizan diversas formulaciones de difosfatos para estabilizar la crema batida . [12]
Véase también
- Monofosfato de adenosina
- Difosfato de adenosina
- Trifosfato de adenosina
- ATPasa
- Hidrólisis de ATP
- ATP sintasa
- Bioquímica
- Hueso
- Pirofosfato de calcio
- Enfermedad por depósito de pirofosfato de calcio dihidratado
- Catálisis
- ADN
- Fosfato de alta energía
- Pirofosfatasa inorgánica
- Nucleósido trifosfato
- Nucleótido
- Organofosforado
- Fosforilación oxidativa
- Fosfato
- Ácido fosfórico
- Ácidos fosfóricos y fosfatos
- ARN
- Pirofosfato de sodio
- Superfosfato
- Pirofosfato de tiamina
- Diente
- Pirofosfato de zinc
Referencias
- ^ Yadav, Prerna; Blacque, Olivier; Roodt, Andreas; Zelder, Felix (2021). "Detección basada en actividad de ajuste inducido: un estudio mecanicista de la detección de pirofosfato con un complejo Fe-salen "flexible". Fronteras de la química inorgánica . 8 (19): 4313–4323. doi :10.1039/d1qi00209k. PMC 8477187 . PMID 34603734.
- ^ Bell, RN (1950). "Pirofosfatos de sodio (difosfatos de sodio)". Síntesis inorgánica . Vol. 3. págs. 98-101. doi :10.1002/9780470132340.ch24. ISBN 9780470132340.
- ^ C. Michael Hogan. 2011. Fosfato. Enciclopedia de la Tierra. Ed. del tema: Andy Jorgensen. Ed. en jefe: CJ Cleveland. Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente. Washington DC
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Van Wazer JR, Griffith EJ, McCullough JF (enero de 1955). "Estructura y propiedades de los fosfatos condensados. VII. Degradación hidrolítica de piro y tripolifosfato". J. Am. Chem. Soc . 77 (2): 287–291. doi :10.1021/ja01607a011.
- ^ ab Ho AM, Johnson MD, Kingsley DM (julio de 2000). "Función del gen ank del ratón en el control de la calcificación tisular y la artritis". Science . 289 (5477): 265–70. Bibcode :2000Sci...289..265H. doi :10.1126/science.289.5477.265. PMID 10894769.
- ^ abc Rutsch F, Vaingankar S, Johnson K, Goldfine I, Maddux B, Schauerte P, Kalhoff H, Sano K, Boisvert WA, Superti-Furga A, Terkeltaub R (febrero de 2001). "Deficiencia de PC-1 nucleósido trifosfato pirofosfohidrolasa en la calcificación arterial infantil idiopática". Am J Pathol . 158 (2): 543–54. doi :10.1016/S0002-9440(10)63996-X. PMC 1850320 . PMID 11159191.
- ^ Ryan LM, Kozin F, McCarty DJ (1979). "Cuantificación del pirofosfato inorgánico plasmático humano. I. Valores normales en la osteoartritis y la enfermedad por depósito de cristales de pirofosfato de calcio dihidratado". Arthritis Rheum . 22 (8): 886–91. doi :10.1002/art.1780220812. PMID 223577.
- ^ Eberhard Breitmaier (2006). "Hemi- y monoterpenos". Terpenos: sabores, fragancias, fármacos, feromonas . págs. 10-23. doi :10.1002/9783527609949.ch2. ISBN . 9783527609949.
- ^ Codex Alimentarius 1A , 2.ª edición, 1995, págs. 71, 82, 91
- ^ DJ Jukes, Legislación alimentaria del Reino Unido: una guía concisa , Elsevier, 2013, págs. 60-61
- ^ Ricardo A. Molins, Fosfatos en los alimentos , p. 115
Lectura adicional
- Schröder HC, Kurz L, Muller WE, Lorenz B (marzo de 2000). "Polifosfato en el hueso" (PDF) . Biochemistry (Moscú) . 65 (3): 296–303. PMID 10739471. Archivado desde el original (PDF) el 25 de agosto de 2011.
Enlaces externos
Medios relacionados con Pirofosfatos en Wikimedia Commons- Pirofosfatos en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
