的磷酸二酯键是两个磷酸酯基团和两个不同分子的羟基基团的氧原子之间发生的共价键。在这种类型的键中，磷酸基团充当两个分子之间通过其氧原子的稳定键“桥”。
磷酸二酯键本质上的基本作用是DNA和RNA核酸链的形成。磷酸基团与戊糖（脱氧核糖或核糖，视情况而定）一起是这些重要生物分子支持结构的一部分。
DNA骨架中的磷酸二酯键（来源：文件：Phosphodiester bond.png，文件：PhosphodiesterBondDiagram.png：用户：G3pro（对话）用户：en.wikipedia.org上的G3pro衍生作品：用户：Merops（对话）衍生作品：用户：Deneapol（对话）衍生作品：用户：KES47（对话）文字调整：Incnis Mrsi（对话）文字调整：DMacks（对话））衍生作品：用户：Miguelferig（对话），通过Wikimedia Commons电离）
像蛋白质一样，DNA或RNA的核苷酸链可以采用不同的三维构象，这些构象可以通过非共价键（例如互补碱基之间的氢键）稳定。
然而，一级结构由通过磷酸二酯键共价连接的核苷酸的线性序列给出。
磷酸二酯键如何形成？
像蛋白质中的肽键和单糖之间的糖苷键一样，磷酸二酯键是由脱水反应导致的，其中水分分子会丢失。这是这些脱水反应之一的一般方案：
HX 1 -OH + HX 2 -OH→HX 1 -X 2 -OH + H 2 O
磷酸根离子对应于磷酸的完全去质子化的共轭碱，称为无机磷酸根，其缩写表示为Pi。当两个磷酸酯基团连接在一起时，会形成一个无水磷酸酯键，从而获得一种称为无机焦磷酸酯或PPi的分子。
当磷酸根离子连接至有机分子中的碳原子时，该化学键称为磷酸酯，而所得物种为有机单磷酸酯。如果有机分子结合一个以上的磷酸基团，则形成有机二磷酸酯或三磷酸酯。
当单个无机磷酸酯分子连接到两个有机基团时，使用磷酸二酯或“磷酸二酯”键。重要的是，不要使磷酸二酯键与分子（如ATP）的磷酸基团之间的高能磷酸脱水键混淆。
磷酸盐和磷酰基之间的差异（来源：Strater，通过Wikimedia Commons）
相邻核苷酸之间的磷酸二酯键由两个磷酸酯键组成，它们发生在DNA或RNA链中一个核苷酸5'位置的羟基与下一个核苷酸3'位置的羟基之间。
取决于环境条件，这些键可以被酶水解和非酶水解。
涉及的酶
我们知道，化学键的形成和断裂对于所有重要过程都是至关重要的，磷酸二酯键也不例外。
可以形成这些键的最重要的酶是DNA或RNA聚合酶和核酶。磷酸二酯酶能够进行酶水解。
在复制过程中，这是细胞增殖的关键过程，在每个反应周期中，与模板碱基互补的dNTP（脱氧核苷酸三磷酸）通过核苷酸转移反应掺入DNA中。
聚合酶负责在模板链的3'-OH和dNTP的α-磷酸之间形成新的键，这归功于dNTP的α和β磷酸之间的键断裂所释放的能量通过磷酸脱水键。
结果是该链延长了一个核苷酸，并释放了一个焦磷酸盐（PPi）分子。已经确定的是，这些反应值得2的二价镁离子（镁2+），其存在允许亲核OH的静电稳定-实现朝向酶的活性位点的方法。
磷酸二酯键的pK a接近于0，因此在水溶液中这些键被完全电离，带负电。
这使核酸分子带负电荷，这是由于与蛋白质氨基酸残基的正电荷发生离子相互作用，与金属离子发生静电键合或与多胺缔合而被中和的。
在水溶液中，DNA分子中的磷酸二酯键比RNA分子中的稳定得多。在碱性溶液中，RNA分子中的这些键通过2'氧阴离子在5'端进行核苷的分子内置换而被裂解。
功能与实例
如上所述，这些键最重要的作用是它们参与核酸分子骨架的形成，而核酸分子是细胞世界中最重要的分子之一。
拓扑异构酶的活性积极参与DNA复制和蛋白质合成，取决于DNA 5'端的磷酸二酯键与这些活性位点中酪氨酸残基侧链的相互作用。酶。
作为第二信使参与的分子，例如环磷酸腺苷（cAMP）或环鸟苷三磷酸（cGTP），具有被称为磷酸二酯酶的特定酶水解的磷酸二酯键，其参与对于许多信号传导过程至关重要。蜂窝电话。
甘油磷脂是生物膜中的基本成分，由甘油分子组成，该甘油分子通过磷酸二酯键与构成分子亲水区的极性“头部”基团相连。
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