Фосфорнокислые эфиры моносахаридов

Фосфорнокислые эфиры глюкозы и фруктозы были выделены как из животных, так и из растительных организмов. Оказалось, что эти эфиры играют исключительно важную роль в жизнедеятельности организмов, являясь промежуточными продуктами расщепления углеводов при брожении и гликолизе (расщеплении полисахарида гликогена до молочной кислоты, происходящем во всех клетках животных организмов), а также при синтетических процессах (например, при фотосинтезе).

К фосфорнокислым эфирам, имеющим весьма большое значение, относятся следующие:

1-Фосфат глюкозы, или 1-глюкозофосфат (1-глюкозофосфорная кислота), иногда называемый «эфиром Кори», образуется из полисахаридов — крахмала и гликогена — при их расщеплении ферментом фосфорилазой в присутствии неорганических фосфатов. Разрыв гликозидной связи при расщеплении полисахарида сопровождается присоединением к отщепляющемуся остатку глюкозы фосфорной кислоты (такой процесс называется фосфоролизом). 1-Глюкозофосфат, в свою очередь, является исходным веществом при биосинтезе крахмала и гликогена; так как в 1-фосфате глюкозы этерифицирован полуацетальный гидроксил, этот эфир не обладает восстанавливающими свойствами. Характерна стойкость его к щелочному гидролизу и легкость гидролиза разбавленными минеральными кислотами Удельное вращение 1-глюкозофосфорной кислоты [α]_D²⁰= +120°.

6-Фосфат глюкозы, или 6-глюкозофосфат (6-глюкозофосфорная кислота), в биологических условиях получается из 1-глюкозофосфага в результате ферментативной переэтерификации — перемещения остатка фосфорной кислоты от C₁ к С₆, а также из свободной глюкозы в результате ее фосфорилирования при действии так называемой аденозинтрифосфорной кислоты.

6-Фосфат глюкозы обладает восстанавливающими свойствами, гидролизуется, как все сложные эфиры, кислотами и щелочами. Удельное вращение 6-глкжозофосфорной кислоты [α]_D²⁰=+25°.

6-Фосфат фруктозы, или 6-фруктозофосфат (6-фруктозофосфорная кислота), в биологических условиях образуется из 6-фосфата глюкозы в результате превращения остатка глюкозы в остаток фруктозы. Это превращение, протекающее при действии разбавленных щелочей, легко осуществляется ферментативным путем с образованием равновесной смеси 6-глюкозо- и 6-фруктозофосфатов, Эфир обладает восстанавливающими свойствами. Удельное вращение 6-фруктозофосфорной кислоты [α]_D²⁰=+1,4°,

1,6-Дифосфат фруктозы, или 1,6-фруктозодифосфат (1,6-фруктозодифосфорная кислота), был открыт почти одновременно Л. А. Ивановым и Харденом и Юнгом. Этот эфир образуется в животных и растительных тканях путем фосфорилирования 6-фосфата фруктозы аденозинтрифосфорной кислотой. 1,6-Дифосфат фруктозы является наиболее лабильным из описанных фосфорнокислых эфиров гексоз, так как и в биологических условиях и при действии разбавленных щелочей он легко расщепляется с образованием молекул с тремя углеродными атомами. 1,6-Фруктозодифосфорная кислота имеет восстанавливающие свойства. Ее удельное вращение [α]_D²⁰=+ 3,4°.

Все перечисленные эфиры гексоз, за исключением 1,6-дифосфата фруктозы, были получены синтетически (через ацетонпроизводные гексоз и т. д.).

При биологических превращениях углеводов (гликолизе и спиртовом брожении) постоянно происходит следующая цепь превращений гексозы и ее фосфорнокислых эфиров:

В этом ряду каждое последующее вещество более дециклизовано, чем предыдущее. Таким образом, эти превращения представляют собой единый процесс дециклизации, облегчающий расщепление шестиуглеродной цепи молекулы (А. В. Степанов, Б. Н. Степаненко).