Tiofosforany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Monotiofosforan trisodu
Model anionu ditiofosforanu O,O'-dietylu (EtO)
2
PS
2
stworzony na podstawie rentgenografii soli amonowej[1] (atomy tlenu czerwone, atomy siarki żółte, atom fosforu pomarańczowy)

Tiofosforany[a]związki chemiczne, w ogólnym ujęciu sole i estry kwasów tiofosforowych, zawierające aniony o ogólnym wzorze PS4−xOx3− (x = 0–3). Są pochodnymi fosforanów, w których co najmniej jeden atom tlenu został zastąpiony atomem siarki[2]. Aniony tiofosforanowe mają budowę tetraedryczną z atomem fosforu w środku czworościanu.

W zależności od liczby atomów siarki wyróżnia się:

  • monotiofosforany (lub tiofosforany), X3PO3S
  • ditiofosforany, X3PO2S2
  • tritiofosforany, X3POS3
  • tetratiofosforany, X3PS4
gdzie X jest dowolną grupą organiczną lub kationem jednowartościowym.

Znany jest też trójsiarkowy analog anionu metafosforanowego: tritiometafosforan tetrafenyloarsonowy, [Ph
4
As]+
PS
3
[3].

Znaczenie praktyczne mają mono- i ditiofosforany, przy większej zawartości siarki związki rozkładają się w roztworze do niższych pochodnych[2]. Wiele insektycydów (np. amiton, diazinon, fenitrotion, kumafos) to triestry kwasu tiofosforowego.

Tiofosforany w kwasach nukleinowych[edytuj]

Tiofosforanowe analogi nukleotydów używane są w biochemii, między innymi w badaniach strukturalnych i mechanistycznych nad enzymami. W badaniach tych wykorzystuje się fakt, że atom fosforu w niesymetrycznych diestrach tiofosforanowych jest chiralny, a szybkości reakcji enzymów ze stereoizomerami o konfiguracji RP i SP są różne. Pionierem tych badań był w latach 60. i 70. XX wieku niemiecki chemik Fritz Eckstein)[4][5].

Tiofosforanowe wiązanie internukleotydowe o konfiguracji SP i RP

Tiofosforanowe analogi nukleotydów i oligonukleotydów można otrzymać na drodze chemicznej, zastępując utlenianie pośrednich związków PIII (prowadzone zwykle za pomocą mieszaniny I
2
H
2
O
) siarkowaniem[6]. W roku 2007 odkryto pierwsze naturalne DNA zawierające internukleotydowe wiązania tiofosforanowe[7]. Wiązanie P−S powstaje w tym wypadku na poziomie DNA, przez zastąpienie nieestrowego atomu tlenu atomem siarki. Reakcja przebiega stereoselektywnie i powstający tiofosforan ma konfigurację RP[8]. W późniejszych latach stwierdzono, że modyfikacje takie są powszechne w świecie bakterii (natomiast nie zostały wykryte u eukariontów), a ich ilość w DNA jest rzędu 0,5‰[9].

Analogi oligonukleotydów zawierające internukleotydowe wiązania tiofosforanowe wykazują znaczną odporność na degradację enzymatyczną i są stosowane w terapii antysensowej[10][11].

Uwagi[edytuj]

  1. Nazwa „tiofosforany” często dotyczy monotiofosforanów.

Przypisy[edytuj]

  1. Andrzej Okuniewski, Barbara Becker. Ammonium O,O′-diethyl dithiophosphate. „Acta Cryst. E”. 67 (7), s. o1749–o1750, 2011. DOI: 10.1107/S1600536811022811 (ang.). 
  2. a b Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965.
  3. N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Wyd. 2. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 510. ISBN 978-0-7506-3365-9.
  4. Fritz Eckstein. Nucleoside Phosphorothioates. „Journal of the American Chemical Society”. 88 (18), s. 4292–4294, 1966. DOI: 10.1021/ja00970a054. 
  5. Fritz Eckstein. Phosphorothioate analogs of nucleotides. „Accounts of Chemical Research”. 12 (6), s. 204–210, 1979. DOI: 10.1021/ar50138a003. 
  6. Fritz Eckstein. Developments in RNA chemistry, a personal view. „Biochimie”. 84 (9), s. 841–848, 2002. DOI: 10.1016/S0300-9084(02)01459-1. 
  7. Wang, Lianrong, Chen, Shi, Xu, Tiegang, Taghizadeh, Koli i inni. Phosphorothioation of DNA in bacteria by dnd genes. „Nat Chem Biol”. 3 (11), s. 709–710, 2007. DOI: 10.1038/nchembio.2007.39. 
  8. Fritz Eckstein. Phosphorothioation of DNA in bacteria. „Nat Chem Biol”. 3 (11), s. 689–690, 2007. DOI: 10.1038/nchembio1107-689. 
  9. Xiao, Lu, Xiang, Yu. Quantification of total phosphorothioate in bacterial DNA by a bromoimane-based fluorescent method. „Biotechnology Journal”. 11 (6), s. 824–830, 2016. DOI: 10.1002/biot.201500432. 
  10. Fritz Eckstein. Phosphorothioate oligodeoxynucleotides: what is their origin and what is unique about them?. „Antisense Nucleic Acid Drug Dev”. 10 (2), s. 117–121, 2000. DOI: 10.1089/oli.1.2000.10.117. PMID: 10805163. 
  11. Luis M.Alvarez-Salas. Nucleic Acids as Therapeutic Agents. „Current Topics in Medicinal Chemistry”. 8 (15), s. 1379–1404, 2008. DOI: 10.2174/156802608786141133.