Polyphosphate


Polyphosphate
Struktur des Triphosphat-Ions

Polyphosphate sind Kondensationsprodukte von Salzen der ortho-Phosphorsäure (H3PO4) mit der allgemeinen Summenformel M′n+2PnO3n+1 und der Struktur

M′–O–[P(OM′)(O)–O]n–M′. (M′ = einwertiges Metall)

Zu den Polyphosphaten werden sehr häufig auch die kurzkettigen (also eigentlich oligo-) Phosphate gezählt. Cyclische Polymere werden als Metaphosphate bezeichnet. Der Polymerisationsgrad kann mehrere Tausend betragen.

Inhaltsverzeichnis

Beispiele

mit n = 3: Adenosintriphosphat (ATP), Pentanatriumtriphosphat Na5P3O10

mit n = 15 bis 20: (NaPO3)n; trägt häufig den sachlich falschen Namen Hexametaphosphat.

mit n = Hunderte bis Tausende: Volutin (stabilisiert mit Ca2+, Mg2+) in Prokaryoten, sowie in Acidocalcisomen in Einzeller-Eukaryoten.[1][2]

Verwendung

(NaPO3)15–20 war ehemals Hauptbestandteil (neben Metaphospaten) von Calgon™, einem Produkt zur Wasserenthärtung für Haushaltsgeräte. Die Chemikalie trägt häufig den sachlich falschen Namen Hexametaphosphat.

Natrium-, Kalium-, Natriumcalcium- und Calciumpolyphosphate sind in der EU als Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 452 für bestimmte Lebensmittel, z. B Trockenlebensmittel in Pulverform, mit entsprechender Höchstmenge zugelassen. Detaillierten Aufschluss, welchen Lebensmitteln Polyphosphate in welcher Menge zugesetzt werden können, gibt die Zusatzstoff-Zulassungsverordnung[3]. Im Gegensatz zu Diphosphaten sind Polyphosphate jedoch nicht als Zusatz zu Fleischerzeugnissen zugelassen.

Biologische Funktionen

Alle eukaryotischen und prokaryotischen Zellen enthalten Polyphosphate. Bei Bakterien und Hefen dienen die Polymere der Energiespeicherung und sind in Acidocalcisomen gespeichert. Thrombozyten enthalten homologe Polyphosphat-speichernde Strukturen sogenannte dichte Granula (dense granules), die Polyphosphate-reich sind. Die Aktivierung von Thrombozyten führt zur Sekretion der Polymere, die dann über eine Aktivierung des Blutgerinnungsfaktors XII (Hageman-Faktor, FXII) die Bildung von Fibrin und die Freisetzung des Entzündungsmediators Bradykinin starten und so prokoagulant und proinflammatorisch wirken.

Eigenschaften

Polyphosphatmoleküle sind labil. Eine Hydrolyse wird durch Temperaturerhöhungen (auf 60-70 °C), eine Absenkung des pH-Wertes (auf pH 3,5-4), Anwesenheit von Kationen bzw. durch Heraufsetzung der Ionenstärke des Mediums in dem sie sich befinden gefördert.

Einzelnachweise

  1. Joseph W. Lengeler, G. Drews, Hans Günter Schlegel: Biology of the prokaryotes. Thieme, Stuttgart 1999, ISBN 3-13-108411-1, S. 156.
  2. Docampo R, Ulrich P, Moreno SN: Evolution of acidocalcisomes and their role in polyphosphate storage and osmoregulation in eukaryotic microbes. In: Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci.. 365, Nr. 1541, März 2010, S. 775–84. doi:10.1098/rstb.2009.0179. PMID 20124344.
  3. Zusatzstoff-Zulassungsverordnung vom 8. August 2007

Literatur

Zusatzstoff-Zulassungsverordnung vom 8. August 2007

Müller et al., Platelet Polyphosphates Are Proinflammatory and Procoagulant Mediators In Vivo, Cell 139(6):1143-56. [1]


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