Kaj je pirofosfat?

V biokemiji se izraz pirofosfat (PPi) uporablja za označevanje kemičnih spojin, ki zajemajo estre, soli in anion pirofosforne kisline. Slednja, ki je negativno nabita brezvodna fosfatna kislina, pri segrevanju postane reaktivna. Ko je suspendiran v vodi, pa anion pirofosforne kisline tudi zlahka sproži delitev vodnih molekul na vodikove in hidroksidne ione v procesu, imenovanem pirofosforoliza, ki daje anorganski fosfat. Natančneje, to vključuje pretvorbo celičnega adenozin trifosfata (ATP) v adenozin monofosfat (AMP).

Razlike v energijski obremenitvi pri fosforilacijskih reakcijah z beljakovinami in drugimi organskimi molekulami proizvajajo različne oblike pirofosfata. Vendar bo končni rezultat vedno vseboval enega od teh ionov. Farnezil pirofosfat se na primer pridobi s sintezo ogljikovodikov, znanih kot terpeni. Dimetilalil pirofosfat je stranski produkt mevalonske kisline.

Medtem ko so te spojine bistvene za normalno celično delovanje v skoraj vseh živih organizmih, imajo pomembno vlogo tudi v industrijski kemiji. Na primer, dinatrijev pirofosfat se uporablja pri predelavi usnja za preprečevanje oksidacije, ki lahko povzroči obarvanje zaradi železovih oksidov. Uporablja se tudi za izboljšanje pretočnosti cementa in nafte, če se doda, da deluje kot mehčalec. Ta snov se dodaja tudi kvašenim pekovskim izdelkom ter mesnim konzervam in morski hrani kot kelat za uravnavanje pH raztopine za konzerviranje.

Natrijev pirofosfat ima številne aplikacije v živilski industriji kot kelant in zgoščevalno sredstvo. V kombinaciji s koruznim škrobom je glavna sestavina pecilnega praška Bakewell, ki je postal znan med drugo svetovno vojno, ko je navadnega pecilnega praška primanjkovalo. Ta prašek se še danes prodaja kot brezglutenska alternativa pecilnemu prašku in kremi iz vinskega kamna. Je tudi običajen aditiv za živila, ki ga najdemo v zamrznjenih živilih, že pripravljenih pudingih in nekaterih izdelkih na osnovi soje.

Ta prašek je uporaben tudi kot disperzijsko sredstvo in preprečevanje oksidacije. Pravzaprav so ga nekoč pogosto uporabljali v detergentih za pranje perila za odstranjevanje in preprečevanje ponovnega odlaganja madežev. Ta praksa je bila v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja v veliki meri opuščena zaradi negativnega vpliva na okolje zaradi izpuščanja fosfatov v vodne poti. Še vedno se uporablja kot sredstvo za odvračanje madežev v komercialnih zobnih pastah, vendar poleg pomoči pri odstranjevanju zobnega kamna in zobnih oblog iz zob.

Kalcijev pirofosfat je tudi dodatek zobni nitki in zobni pasti, čeprav je ta kemična spojina najbolj znana po olajšanju artritisnega stanja, imenovanega bolezen odlaganja kalcijevega pirofosfata (CPDD), zaradi kopičenja kristalov dihidrata v sinovialni tekočini in tkivu, ki obdaja sklepe. Posledično se pojavi vnetje, ki povzroča bolečino in motnje gibanja. Čeprav natančen mehanizem za to bolezen še ni jasen, obstaja sum, da je lahko povezana s povišanimi ravnmi ATP.