Polifosfat

**Polifosfati** su soli ili estri polimernih oksianiona koji su formirani od tetraedarskog PO4 fosfata, strukturne jedinice koja je vezana za zajednički atom kisika. Polifosfati mogu imati linearnu ili prstenastu strukturu. U biološkim procesima i supstancama, polifosfatni estri adenozin-difosfat (ADP) i ATP uključeni su u skladištenje/otpuštanje energije. Mnoštvo polifosfata ima primjenu u mineralnim prećišćavanjima komunalnih voda, uglavnom u količinama 1&nbsp;do&nbsp;5&nbsp;ppm.GTP, CTP i UTP su također važni nukleotidi u sintezi proteina i lipida, kao i metabolizmu ugljikohidrata.

## Struktura

Triphosphorsäure.svg|Struktura trifosforne kiseline
Polyphosphoric acid.svg|Polifosforna kiselina
Trimetaphosphat.svg|Ciklični trimetafosfat
Adenosindiphosphat protoniert.svg|Adenozin-difosfat (ADP)

Struktura tripolifosforne kiseline ilustrira načela koja definiraju strukture polifosfata. Sastoji se od tri tetraedne PO4 jedinice povezane tako da ima zajednički kisikov centar. Za linearne lance, fosforna grupa  na kraju ima jedan zajednički oksid, a ostali fosfori u centrima dijele dva oksidna centra. Odgovarajući fosfati se pretvaraju u kiseline gubitkom kiselih protona. U slučaju cikličnih trimera, svaki tetraedar dijeli dva čvora sa susjednim tetraedrom.

Postoje tri zajednička moguča ugla. Ovaj motiv predstavlja umreženi linearni polimera. Umreženi polifosfati imaju listnatu strukture filosilikata, ali takve strukture javljaju se samo u ekstremnim uvjetima.

## Formiranje i sinteza
Polifosfati nastaju polimerizacijom izvedenica fosforne kiseline. Proces počinje sa dvije fosfatne jedinice koje ulaze u zajedničku kondenzacijsku reakciju:

:2 HPO42&minus; \rightleftharpoons   P2O74&minus; + H2O

Kondenzacija je prikazana kao ravnotežna zato što je također moguća i povratna reakcija, tj. hidroliza. Proces  se može nastaviti postepeno: u svakom koraku, na lanac se dodaje naredna jedinica PO3, kao što je označeno u zagradama u ilustraciji polifosforne kiseline. P4O10vidi se kao krajnji proizvod kondenzacijskih reakcija, gdje svaki tetraedar ima tri zajednička ugla sa ostalima. Nasuprot tome, složena mješavina polimera nastaje kada se fosfor-pentoksidu dodaje mala količina vode.

## Kiselinsko-bazna i kompleksacijska svojstva
Polifosfati su slabe baze. Usamljeni par elektrona na atomu kisika može biti doniran u ion vodika (proton) ili metalni ion u tipskim interakcijama Lewisovim kiseline - Lewisove baze. To ima duboko značenje u biologiji. Naprimjer, oko 25% adenozin-trifosfata se protonira u vodenoj otopini pri pH&nbsp;7.

:ATP4− + H+ \rightleftharpoons ATPH3−, pKa \approx 6.6

Dalje protonacije javljaju se na nižim pH&nbsp;vrijednostima.

## "Visokoenegetska" fosfatna veza
ATP formira helatni komplekse sa metalnim ionima. konstanta stabilnosti za ravnotežu

:ATP4− + Mg2+ \rightleftharpoons MgATP2−, log &beta; \approx 4
posebno je velika. Formiranje kompleksa magnezija je ključni element u procesu hidrolize ATP, jer slabi vezu između terminalne fosfatne grupe i ostatka molekule.

Po biološkim standardima, otpuštena energija u hidrolizi ATP,
:ATP4− + H2O &rarr; ADP3− + Pi−
na ΔG \approx –36,8 kJ mol−1 je velika. Pi je lanac neorganskog fosfata, koji se protonizira pri biološkom pH. Međutim, po neorganskim standardima, velik je. Termin "visokoenergetski" odnosi se na činjenicu da su relativno energijski bogati u odnosu na iznose energije koja se oslobađa u reakcijama organske hrmija koje se dešavaju u živim sistemima.

## Visokopolimerni neorganski  polifosfati
Dobro su poznati polifosfati sa visokom molekulskom masom. Među takvim derivatima su jestaklasta, tj. amorfna Grahamova so. Kristalni polifosfati visoke molekularne težine uključuju Kurrolovu i Maddrellovu so.

Takve vrste imaju formulu [NaPO3]n[NaPO3(OH)]2, gdje *n* može biti veći od 2000. U smislu njihove strukture, ovi polimeri sastoje se od PO3– "monomera", sa lancima koji se završavaju protoniziranim fosfatima.

### Prirodni polifosfati
L. Liberman (1890.) u živim organizmima nije pronašao visoko polimerne anorganske polifosfate. Ovi spojevi su linearni polimeri koji sadrže nekoliko do nekoliko stotina ortofosfornih ostataka povezanih energetski bogatim fosfoanhidridnim vezama.

Ranije, ovi spojevi smatrali su se ili "molekularnim fosilima" ili kao samo fosfor i izvor energije za preživljavanje mikroorganizama pod ekstremnim uvjetima. Za njih se sada zna da imaju i regulatorne uloge i da se nalaze u predstavnicima svih carstava živih organizama, gdje učestvuju u metaboličkim korekcijama i kontroli i genetičkih i enzimskih razina. Polifosfati su direktno uključeni u mijenjanje genetičkog programa za obilježja eksponencijalne faze rasta bakterija u programu opstanka ćelije pod stacionarnim uvjetima, "života u sporoj liniji". Oni učestvuju u mnogim regulatornim mehanizama bakterija:

*Učestvuju u indukciji rpoS,  RNK-polimerazne podjedinice koja je odgovorna za ekspresiju velike grupe gena uključenih u prilagođavanja stacionarne faze rasta i u mnoge stresne agense.
*Važni su za mobilnu pokretljivost, formiranje biofilma i virulencije.
* Polifosfati i eksopolifosfataza učestvuju u regulaciji nivoa faktora snažnih odgovora, gvanozin 5'-difosfat 3'-difosfata (ppGpp), koji je drugi glasnik u bakterijskim ćelijama.
*Polifosfati učestvuju u formiranju kanala preko žive ćelijske membrane. Navedeni kanali koji formiraju polifosfat i poli-B-hidroksibutirat sa Ca2+ uključeni su u procese transporta u različitim organizmima.
* Važna funkcija polifosfata u mikroorganizmima i prokariotskim &mdash; i nižim skim organizmima&mdash; pogodnoa je za upravljanje promjenama u okolišnim uvjetima jer obezbjeđuju fosfate i energetske rezerve. Polifosfati su prisutni u životinjskim ćelijama, a postoje i mnogi podaci o njihovom učešću u regulatornim procesima tokom razvoja i mobilnih proliferacija i diferencijacija &mdash;posebno u koštanim tkivima i mozgu.

Kod ljudi, pokazalo se da polifosfati imaju ključnu ulogu u koagulaciji krvi, a u produkciji trombocita oni aktiviraju faktor XII koji je neophodna za formiranje krvnih ugrušaka. Osim toga, polifosfati izvedeni iz trombocita aktiviraju faktora XII (Hageman faktor) zgrušavanja krvi koji inicira formiranje fibrina i stvaranje jednog od proinflamatornih posrednika, bradikinina koji doprinosi curenju iz krvnih sudova i tromboza.

Neorganski polifosfati imaju ključnu ulogu u toleranciji ćelija kvasca za toksičnost teških metalnih kationa.

## Također pogledajte 
*Fosforna kiselina
*Natrij-trimetafosfat
*Natrij-heksametafosfat

## Reference
## Vanjski linkovi
*
*
*

Kategorija:Fosfati
Kategorija:Polimeri
Kategorija:Aditivi sa E-brojem