Difosfaat

Difosfaat, ook wel diphosphaat of pyrofosfaat genoemd, is een chemische groep die uit twee fosfaatgroepen bestaat die met elkaar verbonden zijn via een fosfoanhydridebinding. In de anorganische context verwijst de term vaak naar het anion P2O7^4−. In biochemische moleculen komt difosfaat voor als onderdeel van nucleotide-diphosfaten zoals ADP of GDP, en als vrij ionaire difosfaatvorm (inorganic pyrophosphate, PPi).

Structuur en varianten: Het difosfaat-concept omvat zowel de eenvoudige anorganische pyrofosfaat-ions (P2O7^4−) als difosfaatesters waarbij beide fosfaatgroepen aan organische groepen zijn gebonden. In nucleotiden dragen nucleotide-diphosfaten twee fosfaatgroepen die aan de ribose zijn bevestigd, waardoor ADP, GDP en vergelijkbare verbindingen ontstaan.

Biologische rol en metabolisme: PPi ontstaat bij verschillende biosynthetische processen, waaronder de polymerisatie van nucleïnezuren en de vorming van nucleotiden. In cellen wordt PPi doorgaans snel gehydrolyseerd door pyrofosfatases tot twee fosfaatgroepen (Pi), waardoor de bijbehorende reactieverrichting wordt voorkomen en de reactie energetisch gestuurd blijft.

Rol in mineralisatie: Extracellulair PPi remt de kristallisatie van hydroxyapatiet en speelt zo een regulerende rol in bot- en kraakweefselmineralisatie. Enzymen zoals ENPP1 kunnen PPi genereren uit ATP, terwijl tissue-nonspecific alkaline phosphatase PPi afbreekt tot Pi, wat mineralisatie bevordert.

Toepassingen en overwegingen: Difosfaatgroepen komen veel voor in biochemisch onderzoek en dienen als uitgangspunt voor studies naar energieoverdracht en nucleotidenynthese. Ze functioneren als energieleveranciers en als leaving groups in verschillende reacties en worden in laboratoriumomstandigheden zorgvuldig beheerd wegens hun reactiviteit.