Herkunft des biochemischen Begriffs Pi (anorganisches Phosphat)

Ich würde gerne wissen, wann der Begriff Pi (anorganisches Phosphat) in die Darstellung biochemischer Reaktionen eingeführt wurde, wie er ursprünglich definiert wurde und welche Begründung dafür gegeben wurde, ihn anstelle einer einzelnen Phosphatspezies zu verwenden.

(Mich würde auch die aktuelle Begründung interessieren, aber das ist wohl eine andere Frage.)

Lassen Sie mich einige Hintergrundinformationen zu meiner Frage geben. Phosphorsäure (H 3 PO 4 ) hat drei Ionisierungen, die nacheinander die Spezies produzieren: Dihydrogenphosphat (H 2 PO 4 – ), Monohydrogenphosphat (HPO 4 2– ) und Orthophosphat (PO 4 3– ). Bei pH 7,4 laut Wikipedia-Eintrag zu Phosphatsind die Hauptarten die Mono- und Dihydrogenphosphate (61 % bzw. 39 %). Der Begriff Pi muss spätestens in den 1950er Jahren (vielleicht vor dem Krieg) eingeführt worden sein, zu einer Zeit, als es wenig Wissen über die Natur der Spezies gab, die an Reaktionen mit Phosphat beteiligt sind – sicherlich nicht an den aktiven Stellen von Enzymen.

Einer der Gründe, warum ich neugierig bin, wie der Begriff eingeführt wurde, ist das Ausmaß, in dem er in biochemischen Lehrbüchern des 21 verwenden es noch zu einer Zeit, in der viel mehr über die Reaktionsmechanismen bekannt ist. Keiner von zwei bekannten Texten erklärt die unterschiedliche Ionisierung von Phosphat und gibt nur in Klammern Definitionen in Bezug auf eine einzige Spezies – jeweils unterschiedlich: Berg et al. bezeichnete Pi als Orthophosphat, während Nelson und Cox's, Lehninger Principles of Biochemistry , es als HPO 4 2– bezeichneten .

Bestätigung: Diese Frage wurde durch die SE-Biology-Frage aufgeworfen – Woher kommt das H+-Ion in diesem Schritt der Glykolyse?

möglicherweise handelt es sich um einen grobstöchiometrischen Begriff. Eine ähnliche Situation besteht; wo viele Schul- und College-Biologielehrbücher den TCA-Zyklus als "Zitronensäure", "Isocitronensäure" usw. schreiben (und dementsprechend manchmal Strukturen als nichtionisierte Säuregruppen zeichnen). Aber alle internationalen Bücher verwenden Begriffe wie "Citrat", "Isocitrat" ​​usw. und zeichnen nur ihre anionischen Formen. Danke schöne Frage.
Kann daran liegen, dass Pi Kohlenstoff fehlt (dh im Gegensatz zu ATP oder GTP usw.), also als „anorganisch“ bezeichnet wird. Pyrophosphat oder PP ist jedoch auch biologisch wichtig, wird aber nicht als Pi oder anorganisches Phosphat bezeichnet
Ich denke, der Überbegriff "anorganisches Phosphat" (Pi) wurde als Abkürzung für "in Wasser gelöstes Phosphat" eingeführt, gerade weil Phosphat, wie Sie erwähnt haben, sowohl in HPO4- als auch in H2PO4-Form existiert - es wäre ungenau, nur eine zu verwenden Formel, und es ist unbequem, beide verwenden zu müssen. Eine ähnliche Abkürzung ist CO2(aq). Es mag für detaillierte enzymatische Mechanismen ungenau sein, aber es reicht aus, um enzymatische Gesamtreaktionen in Wasser zu beschreiben, und ich vermute, dass es deshalb immer noch verwendet wird. Das ist nur meine Vermutung, habe mich damit nicht näher beschäftigt...
@Roland – Ich hatte angefangen, einige historische Rückverfolgungen durchzuführen, als niemand antwortete, aber nur so weit gekommen war. Ich muss alte Bücher aus dem Stapel meiner Universitätsbibliothek abrufen, um an die Quellen zu kommen, und habe gezögert, bis ich mehr Zeit und Energie habe. Ich werde eine Antwort auf meine eigene Frage irgendwann posten.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da sie besser zu Wissenschaftsgeschichte und Mathematik passt (hsm.SE).
Ich danke der Person, die meine Schreibweise von „verwiesen“ korrigiert hat, aber seine anderen unnötigen und ungerechtfertigten Änderungen rückgängig gemacht hat. „Wann“ wurde zur Hervorhebung kursiv gesetzt. Es ist nicht unvernünftig, dies zu tun. Die Frage, ob der Punkt (Punkt) in einem Satz innerhalb oder außerhalb der Klammern steht, ist eine Frage des Stils. Mein Stil ist der von The Penguin Handbook – siehe die akzeptierte Antwort auf eine Frage zu SE English Language & Usage . Noli me Tangere .

Antworten (1)

Diese Terminologie ist mindestens so alt wie September 1944, als Enzymatic Synthesis of Acetyl Phosphate Journal of Biological Chemistry 155, 55-70 von Lipmann veröffentlicht wurde , wo es heißt:

Anorganisches Phosphat , bezeichnet als Pi , wurde kolorimetrisch geschätzt

Siehe auch die Definition von "anorganischem Phosphat" und "Orthophosphat" aus dieser Dissertation der University of Wisconsin von 1943 :

Verbindung: Anorganisches Phosphat oder Orthophosphat

Definition: Phosphat, dessen Calciumsalz unter den noch zu beschreibenden Bedingungen in Wasser-Alkohol-Gemischen unlöslich ist. EG NaH 2 PO 4

Mit anderen Worten, "Orthophosphat" war ein Oberbegriff für mono-, di- oder tribasisches Phosphat. Es hatte nicht die im OP zugeschriebene engere Bedeutung.

Vielen Dank für diese Information, die eine Antwort auf die Herkunft der Abkürzung Pi für anorganisches Phosphat nahe legt. Es ist jedoch interessant, dass Lilpmann in dieser Arbeit nicht Pi in den von ihm präsentierten biochemischen Gleichungen verwendet, sondern stattdessen H.OPO3H2 (dh H3PO4 – undissoziierte Phosphorsäure). Ich vermute also, dass Pi erst später in Gleichungen verwendet wurde, vielleicht von Lipmann selbst. Wenn es nicht jemand für mich tut, fange ich an, dem nachzugehen.
@David ok, beginnen Sie mit den Gleichungen 4 und 6 in diesem Artikel von 1953: jbc.org/content/203/1/501.short
Wie findest du sie? Das ist sehr interessant, weil es im Abkürzungsverzeichnis Pi als Orthophosphat definiert, was chemisch genau, aber ionisch falsch ist. Dies wird jedoch (wie es jahrelang der Fall war) durch die Tatsache verschleiert, dass die Gleichungen "biochemische Gleichungen" sind und keine chemischen Formeln beinhalten. Ich werde nächste Woche ein wenig herumstöbern, in der Hoffnung, dass eine umfassende Antwort erstellt werden kann.
@David Ich habe gerade in Google Scholar Scholar.google.com nach Begriffen wie "anorganisches Phosphat" und "pi" oder "orthophosphat" und "pi" gesucht.
@David "Orthophosphat" war ein Oberbegriff für PO4---, HPO4-- oder H2PO4-. Ich habe dies in der Antwort klargestellt.
Aaaah. Laut dem Wikipedia-Artikel (dem ich nicht unbedingt vertraue) bezieht sich Orthophosphat derzeit auf das dreifach negativ geladene Ion, wie in der Frage. Wie ich sehe, leisten Sie seit langem Beiträge zur Chemieliste. Gibt es einen aktuellen chemischen Konsens über den Begriff?
@David Ich denke, Wikipedia liegt diesbezüglich einfach falsch und "Orthophosphat" ist ein Oberbegriff für Phosphorsäure und jedes Salz davon, aber im Gegensatz zu Metaphosphat, Pyrophosphat und Polyphosphat. "Orthophosphat" wird seit mindestens 150 Jahren auf diese generische Weise verwendet.
OK. Du bekommst das Geld. Ich werde versuchen, ein wenig mehr darüber zu tun und vielleicht eine Zusammenfassung zu posten.
Herkunft des biochemischen Begriffs Pi (anorganisches Phosphat)
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v