Pyrophosphate
Définition
Le pyrophosphate est un puissant inhibiteur de la formation de cristaux de phosphate de calcium (inhibition de la calcification). Il s'oppose à la capacité du phosphate inorganique à cristalliser avec le calcium. Toutefois, lorsqu'il est présent à des niveaux élevés, le pyrophosphate lui-même peut précipiter avec des ions calcium pour former un autre type de cristal appelé pyrophosphate de calcium dihydraté.
Le pyrophosphate et ses dérivés :
Le pyrophosphate inorganique (ou PPi) est ainsi nommé car il était à l'origine préparé en chauffant des phosphates (pyro du grec signifiant "feu"). Le pyrophosphate et les polyphosphates sont de bons agents complexants pour les ions métalliques (par exemple le calcium et les métaux de transition) leur donnant de nombreuses utilisations en chimie industrielle. En particulier, les polyphosphates ont longtemps été utilisés pour empêcher la calcification.
Explications
Le pyrophosphate agit comme un puissant inhibiteur de la calcification car il s'oppose à la capacité du phosphate inorganique à cristalliser avec le calcium pour former de l'hydroxyapatite, vraisemblablement en occupant certains des sites de phosphate inorganique à la surface des cristaux d'hydroxyapatite en croissance naissante. Les irrégularités créées ralentissent ou arrêtent la croissance des cristaux. Trois molécules (ENPP1, ANK et TNAP) ont été identifiées comme régulateurs centraux des niveaux de pyrophosphate.
En effet, les mutations de gain de fonction dans l'ANKH provoquent une chondrocalcinose et conduisent à une concentration à l'état d'équilibre plus élevée de pyrophosphate dans l'espace articulaire. La protéine membranaire ANKH est cruciale pour les performances mécaniques osseuses en assurant la médiation de l'exportation cellulaire de citrate et d'ATP.
Pyrophosphate inorganique
Le pyrophosphate inorganique est connu depuis longtemps comme sous-produit de nombreuses réactions de biosynthèse intracellulaire et a été identifié pour la première fois comme un inhibiteur endogène clé de la biominéralisation dans les années 1960. La principale source de pyrophosphate semble être l'ATP extracellulaire, qui est libéré des cellules de manière contrôlée. Une fois libéré, l'ATP peut être rapidement hydrolysé par l'ectonucléotide pyrophosphatase/phosphodiestérase pour produire du pyrophosphate. L'action principale du pyrophosphate est d'inhiber directement la formation d'hydroxyapatite, agissant ainsi comme un "adoucisseur d'eau" physiologique. Les preuves suggèrent que le pyrophosphate peut également agir comme une molécule de signalisation pour influencer l'expression des gènes et réguler sa propre production et sa dégradation. Le pyrophosphate inorganique régule la minéralisation osseuse et prévient la calcification nocive des tissus mous.
Le pyrophosphate inorganique (ou PPi) comprend deux molécules de phosphate inorganique (ou Pi) reliées par une liaison ester hydrolysable. Bien que le pyrophosphate et les polyphosphates à chaîne plus longue puissent être synthétisés dans certaines circonstances, en particulier par des bactéries et des organismes non mammifères, on ne pense pas que le pyrophosphate soit produit directement par des cellules de mammifères. Au lieu de cela, il est principalement généré par l'hydrolyse de la liaison phosphodiester dans les nucléotides triphosphates tels que l'ATP ou l'UTP. En tant que tel, il s'agit d'un sous-produit métabolique pour de nombreuses réactions biochimiques intracellulaires et cascades de signalisation extracellulaires. La biologie et la biochimie du pyrophosphate dans la nature ont été examinées de manière experte et exhaustive dans une monographie de Heinonen publiée en 2001.
Il est important de faire la distinction entre les rôles du pyrophosphate intracellulaire, produit comme sous-produit de plus de 200 réactions enzymatiques différentes, et du pyrophosphate extracellulaire qui est régulé séparément. Dans les années 1950, Kornberg et ses collègues ont reconnu que l'hydrolyse du pyrophosphate intracellulaire était un mécanisme majeur pour conduire les réactions biosynthétiques dans le sens de la synthèse. D'énormes quantités de pyrophosphate sont produites quotidiennement dans les cellules, en particulier lors de la génération de macromolécules telles que des protéines, des acides nucléiques, des glucides et des lipides à partir de leurs plus petits précurseurs. Par exemple, il a été estimé que ≥ 30 g de pyrophosphate sont générés quotidiennement par la synthèse d'albumine dans le foie humain adulte. Il est clair que la majeure partie de ce pyrophosphate reste dans les cellules où il est hydrolysé par les pyrophosphatases intracellulaires.
Synonymes, antonymes
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Mots en P à proximité
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En rapport avec "pyrophosphate"
Un polyphosphate est un produit minéral obtenu par polycondensation de phosphates sous forme d'orthophosphates.
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