Кіріспе

Қант фосфаттары (фосфат топтарын қосып немесе ауыстырған қанттар) көбінесе энергияны сақтау немесе беру үшін биологиялық жүйелерде қолданылады. Олар сонымен қатар ДНК мен РНК-ның арқасын құрайды. Қант фосфаттың негізгі геометриясы модификацияланған нуклеотидтердің маңында өзгеріске ұшырайды. Мысалдар: Дигидроксиацетонфосфат Глюкоза-6 фосфат Фит қышқылы Тейхоин қышқылы

Қант-фосфат тірек жүйесінің электронды құрылымы

Қант фосфатының арқалық бөлігі көп электронды құрылымға ие және электронды жер аудару оның теориялық сипаттамасын қиындатады. Электрондық тығыздықтың кейбір бөлігі бүкіл тірек сүйегінде орналасады және орналасу деңгейі гиперконъюгация әсерінен тірек сүйегінің конформациясына әсер етеді. Гиперконъюгация 1,3-позициядағы орбитальдардың донор-акцептор өзара әрекеттесуінен пайда болады.

ДНҚ және РНК-дағы фосфодиэстерлер

ДНҚ және РНК-ның фосфодиэстерлік тірек сүйегі 3' және 5' позицияларында фосфаттармен байланысқан дезоксирибоза немесе рибоза қант жұптарынан тұрады. Арқа сүйектері теріс зарядталған және гидрофилді, бұл сумен күшті өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. Қант фосфат тірекшесі нуклеин қышқылдарының, соның ішінде ДНҚ және РНҚ-ның құрылымдық құрылымын құрайды. Қант фосфаттары - фосфат тобы эфирмен немесе екеуімен байланысқан көмірсулар, оның құрамына алкогольді немесе гемиацеталды гидроксил кіретіндігіне байланысты. Ерігіштігі, қышқылдық гидролиз жылдамдығы, қышқылдық беріктігі және қант тобының доноры ретінде әрекет ету қабілеті - қант фосфаттарының екі түрін де талдау үшін қажетті физикалық және химиялық қасиеттерді білу. Фотосинтездік көміртекті азайту циклі қант фосфаттарымен тығыз байланысты, ал қант фосфаттары зат алмасудағы негізгі молекулалардың бірі болып табылады, Рибоза-5 фосфаты ғана емес, сонымен қатар фруктоза-6 фосфаты да глюкоза полимерлері мен олардың ыдырау өнімдерінен никотинамид аденоиндинуклеотид фосфатын (NADPH) және пентозаларды өндіретін пентоза фосфаты жолының аралық бөлігі болып табылады.) оксидациялық пентоза- фосфат жолдар, глюконеогенез, гликолиздегі маңызды аралық заттар. Қант фосфаттары тек метаболизмді реттеу мен сигнализацияға ғана емес, сонымен қатар басқа фосфат қосылыстарының синтезіне де қатысады.

Пептидтік нуклеин қышқылдары

Пептидтік нуклеин қышқылы (ПНҚ) - табиғи нуклеин қышқылының орнына синтетикалық пептидтік тірекше пайда болады. Бұл тірекше N (2 аминоэтил) глицин бірліктерінен қант фосфатпен бірге, ахиралдық және зарядталмаған бөлігінде пайда болады. PNA тірі клеткалардың ішінде ыдырай алмайды, бірақ ол химиялық жағынан тұрақты және гидролиттік (ферменттік) бөлінуге төзімді.

Зат алмасудағы рөлі

Қант фосфаттары энергияны сақтау және беру міндетіне байланысты зат алмасуда маңызды рөл атқарады. Рибоза-5 фосфаты ғана емес, сонымен қатар фруктоза-6 фосфаты да глюкоза полимерлері мен олардың ыдырау өнімдерінен никотинамид аденоиндинуклеотид фосфатын (NADPH) және пентозаларды өндіретін пентоза фосфаты жолының аралық бөлігі болып табылады. Гликолиз деп аталатын жолда көмірсулар пируваттарға бөлініп, энергия береді. Бұл жолдардың реакциялары үшін ферменттер катализацияланады. Кейбір ферменттерде белсенді орындарында металл орталықтары болады, бұл ферменттердің маңызды бөлігі және катализацияланған реакция үшін маңызды. Фосфат тобы металл орталығына, мысалы, 1,6 бисфосфатаза және АДФ рибоза пирофосфатазаға үйлестіре алады. Фосфоглицерат және бірнеше қант фосфаттары, олар Кальвин фотосинтездік көміртек циклының белгілі аралықтары, оқшауланған хлоропластармен жарыққа тәуелді көмірқышқыл газын бекітуді ынталандырады. Бұл қабілет белгілі бір басқа метаболиттермен (мысалы, глюкоза-1 фосфаты) бөлінеді, олардан белгілі метаболиттік жолдармен Кальвин циклының қабылданған аралық өнімдері оңай алынуы мүмкін.