Trifosfaatverbindingen

Trifosfaatverbindingen zijn chemische verbindingen waarin drie fosfaatgroepen achter elkaar zijn gekoppeld door fosfoanhydridebindingen. In de biochemie komen ze vooral voor als nucleoside-trifosfaten, zoals ATP (adenosinetrifosfaat) en GTP (guanosinetrifosfaat). De fosfaatgroepen worden aangeduid als α-, β- en γ-fosfaat, waarbij het α-fosfaat direct aan de suikermolecule is gebonden.

Structuur en bindingen: de drie fosfaatgroepen vormen een keten Pα–O–Pβ–O–Pγ. Tussen Pα–Pβ en Pβ–Pγ liggen de twee fosfoanhydridebindingen; het α-fosfaat is via een fosfoesterbinding aan de suikerstructuur bevestigd. Deze opstelling maakt trifosfaatgroepen hoogreactief en geschikt als energiedrager.

Energetiek en functie: hydrolyse van een van de fosfoanhydridebindingen levert aanzienlijke vrije energie op. De hydrolyse van de γ-fosfaatbinding in ATP (ATP → ADP + Pi) levert onder standaardomstandigheden circa 30 kJ/mol op, vaak hoger in cellen met Mg2+. Deze energie wordt gebruikt voor fosforyleringen van substraten, activatie van moleculen en signaaltransductie. De aanwezigheid van drie fosfaatgroepen maakt ATP en verwante trifosfaatverbindingen tot universele energiedragers in cellen.

Rol en voorbeelden: naast ATP en GTP komen trifosfaatverbindingen voor als bouwstenen voor nucleotiden in RNA- en DNA-synthese, en als donor van fosfaatgroepen bij enzymatische fosforylatiereacties. Ze spelen een centrale rol in metabolisme, regulatie van enzymatische activiteit en de overdracht van energie binnen cellen.