Polyfosfaatketens

Polyfosfaatketens, ook wel polyfosfaten genoemd, zijn polymeren opgebouwd uit herhaalde orthofosfaatrestgroepen (PO4) die via fosfo-anhydridebindingen aan elkaar zijn gekoppeld. De lengte van de keten varieert van enkele tot honderden fosfaateenheden, waardoor korte polyfosfaten (zoals pyrofosfaat en tripolyfosfaat) en lange polyP-ketens ontstaan. In de biologie wordt doorgaans gesproken van polyfosfaat (polyP).

Polyfosfaatketens komen voor in alle levende wezens. In veel bacteriën en andere micro-organismen worden ze opgeslagen in opslagorganellen zoals acidocalcisomen of in vacuolen. PolyP fungeert als reservoir van fosfaat en van energie bij afbraak; het kan binding aangaan met metalen zoals Mg2+ en Ca2+, en kan de activiteit van enzymen en de structuur van nucleïnezuur beïnvloeden.

Synthese gebeurt in veel bacteriën via polyfosfaatkinasen (PPK1, PPK2), die fosfaatgroepen overdragen vanuit ATP of andere polyP-moleculen. In eukaryoten speelt opslag van polyP in acidocalcisomen vaak een rol en bij schimmels en protozoa wordt dit gereguleerd via het VTC-complex. PolyP wordt afgebroken door exopolyphosphatases (PPX) en endopolyphosphatases.

Biologisch functioneren polyP-ketens als fosfaat- en energiebuffer, spelen een rol bij stressrespons, biofilmvorming en virulentie bij sommige pathogenen, en dragen bij aan biomineralisatie door binding van metalen. De precieze functies zijn afhankelijk van ketenlengte en celtype.

Toepassingen van polyfosfaatketens zijn talrijk. In de voedingsindustrie dienen polyfosfaatketens als stabilisatoren, waterbinders en emulgatoren en komen ze voor onder diverse E-nummers. Daarnaast worden ze toegepast in waterbehandeling en als bouwsteen in reinigingsmiddelen. In biotechnologie worden polyP-ketens onderzocht als fosfaatbron of energiereserve in gemodificeerde organismen.