Concepto de Grupo Fosfato
Un grupo entre los más comunes entre las moléculas orgánicas es el grupo fosfato. Este es formado por un anión trivalente (PO43-) constituido por un átomo de fósforo central y cuatro átomos de oxígeno. El fosfato inorgánico, muchas veces representado como Pi, es un ión estable formado a partir del ácido fosfórico, H3PO4.
Funciones del Grupo Fosfato
Los grupos fosfato son adicionados a las proteínas de la unión entre un fosfato y un grupo de hidroxilo libre, formando ésteres de fosfato. La unión covalente de un grupo fosfato a uno o más aminoácidos de la cadena lateral de una proteína es un método común de regulación de la función de una proteína en células eucariotas. La carga negativa del grupo fosfato atrae los aminoácidos de cadena lateral positiva. De este modo, la adición del grupo fosfato a una proteína puede causar alteraciones significativas de su conformación. En consecuencia, esto puede afectar la unión de determinados ligandos a la superficie de la proteína y modificar la actividad de la misma. Los grupos fosfato son también utilizados en el control de la expresión genética, concretamente a través de su unión a proteínas reguladoras con la ayuda de una cinasa. La alteración de sus propiedades químicas debido a la adición del grupo fosfato puede activar determinada proteína reguladora, en respuesta a una señal del ambiente celular. En oposición, la proteína reguladora puede ser desactivada hidrolizando el grupo fosfato con el auxilio de una fosfatasa.
Si la adición del grupo fosfato a una proteína puede impedir que sea reconocida por otros ligandos, también puede suceder que en otras proteínas el propio grupo fosfato forme parte de la estructura que los sitios de unión de ciertas proteínas reconocen.
Para la síntesis del ADN y ARN, todas las células necesitan de ATP. Esta molécula es producida y consumida como un transportador de energía y grupo fosfato para diversas reacciones químicas en las células. El ATP es sintetizado en una reacción energéticamente desfavorable, en la cual un grupo fosfato es adicionado a una molécula de ADP, en una reacción denominada fosforilación. La energía liberada durante la hidrólisis de ATP al liberar el grupo fosfato – que es una reacción energéticamente favorable – es utilizada para permitir reacciones energéticamente desfavorables en las células. En la biosíntesis de macromoléculas, como por ejemplo proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos, es decir, conseguido por la transferencia del grupo fosfato para formar intermediarios fosforilados reactivos.
Los grupos fosfatos forman parte de los nucleótidos, que son los monómeros de una cadena de ADN o ARN. La carga negativa del nucleótido es concedida por el grupo fosfato. El grupo fosfato se encuentra unido al carbono 5’ o al carbono 5 de azúcar en el nucleótido – desoxirribosa o ribosa, respectivamente – y cada azúcar es unido al próximo a través de un grupo fosfato, en una unión denominada enlace fosfodiester.
Los fosfolípidos, que compone en su mayoría la membrana celular, poseen un grupo fosfato unido al glicerol, que es una de las características que les concede el carácter anfipático. El grupo fosfato permite también distinguir las moléculas NADPH y NADH, por concederles una forma ligeramente diferente, permitiendo que ellas se enlacen como sustratos a diferentes enzimas y utilizadas como transportadores de protones y electrones.
References:
(2022) Illustrated Glossary of Organic Chemistry. Consultado em: Junho 6, 2022 em http://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/P/phosphate_group.html
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