Ultrafosfat melanggar aturan anti-percabangan yang sudah berusia puluhan tahun | Riset

Ultrafosfat melanggar aturan anti-percabangan yang sudah berusia puluhan tahun |  Riset post thumbnail image

Undian mingguan Paito Warna SGP 2020 – 2021.

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mensintesis fosfat bercabang, yang disebut ultrafosfat, menemukan mereka stabil hingga beberapa hari dalam air – meskipun aturan anti-percabangan 1950 menyatakan sebaliknya.

Polifosfat terdiri dari unit fosfat tetrahedral, PO4, dihubungkan oleh atom oksigen. Mereka bisa linier, bercabang atau siklik. Polifosfat linier seperti adenosin trifosfat, ATP, ditemukan di semua organisme hidup dan telah dipelajari dengan baik. Namun, sifat dan reaktivitas ultrafosfat yang terkait secara kimia tetap tidak diketahui.

Gambar yang menunjukkan sintesis ultrafosfat

Sejak 1950-an, ahli kimia telah mengklaim bahwa ‘ultrafosfat terhidrolisis secara spontan pada tingkat yang tinggi setelah dilarutkan dalam air’, meskipun tidak ada sintesis ultrafosfat dan data eksperimental, kata Tobias Dürr-Mayer dari Universitas Freiburg di Jerman. Aturan anti-percabangan yang disebut ini menyatakan bahwa ultrafosfat tidak stabil dalam air karena cabang terhidrolisis, dan mereka meluruh lebih cepat daripada struktur siklik atau linier.

Tetapi hasil oleh tim yang dipimpin oleh rekan Dürr-Mayer Henning Jessen sekarang mempertanyakan aturan yang sudah berusia puluhan tahun ini menunjukkan bahwa ultrafosfat rantai pendek stabil dalam air selama berjam-jam hingga berhari-hari.

‘Saya akan mengatakan bahwa nama “aturan anti-percabangan” adalah masalah di sini,’ kata Jessen. ‘Posfat bercabang memang menghidrolisis tetapi begitu juga, misalnya, ester – dan tidak ada yang menurunkan aturan anti-ester.’ Sementara sintesis sebelumnya dari fosfat bercabang yang mengandung unit siklik membutuhkan substrat fosfat siklik, ini adalah sintesis rasional pertama dari ultrafosfat non-siklik yang ditentukan menggunakan monofosfat sederhana sebagai bahan awal.

‘Ini benar-benar sebuah tur de force,’ kata Jim Morrissey, yang mempelajari polifosfat dalam sistem biologis di University of Michigan Medical School. ‘Selama bertahun-tahun, dogmanya adalah bahwa polifosfat bercabang ini dapat terbentuk tetapi mereka sangat tidak stabil dalam air. Apa yang telah ditunjukkan oleh karya ini adalah bahwa ini adalah cerita yang lebih rumit dari itu.’

Skema yang menunjukkan reaksi fosforilasi yang masuk akal secara prebiotik menggunakan ultrafosfat

Sekarang molekul-molekul ini dapat disintesis, tim berusaha menemukannya di alam dan mengekstraknya dari sumber biologis. Dürr-Mayer menjelaskan bahwa ‘metode saat ini pada pengayaan fosfat terkondensasi untuk analisis tidak tepat karena semuanya menerapkan kondisi yang mempercepat peluruhan ultrafosfat’. ‘Kami akan sangat senang menemukan molekul-molekul ini dalam biologi, yang akan membuka area penelitian yang sama sekali baru,’ tambah Jessen.

Menemukan stabilitas tak terduga ultrafosfat juga memiliki implikasi untuk kimia prebiotik, yang menyelidiki bagaimana kehidupan di Bumi dimulai lebih dari 4 miliar tahun yang lalu. Sangat mungkin bahwa fosfat adalah komponen penting untuk membuat tulang punggung molekul RNA dan DNA pertama. Ultrafosfat yang stabil dalam air dapat bertindak sebagai agen fosforilasi untuk nukleofil, termasuk asam amino dan nukleosida.

Related Post