1,3-Бисфосфоглицериновая кислота

Бисфосфоглицериновая кислота
Молекула 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты
Имена
Название ИЮПАК
(2-Гидрокси-3-фосфоноокси-пропаноилокси)фосфоновая кислота
Другие имена
1,3-дифосфоглицерат; глицерат-1,3-бисфосфат; глицерат-1,3-бифосфат; 1,3-бифосфоглицерат; 3-фосфоглицерилфосфат; глицериновая кислота-1,3-дифосфат
Идентификаторы
  • 1981-49-3 ☒Н
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
Сокращения1,3БПГ; 1,3-БПГ; ПГАП
ChemSpider
  • 663 проверятьИ
CID PubChem
  • 683
  • DTXSID50941636
  • InChI=1S/C3H8O10P2/c4-2(1-12-14(6,7)8)3(5)13-15(9,10)11/h2,4H,1H2,(H2,6,7,8)(H2,9,10,11) проверятьИ
    Ключ: LJQLQCAXBUHEAZ-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • InChI=1/C3H8O10P2/c4-2(1-12-14(6,7)8)3(5)13-15(9,10)11/h2,4H,1H2,(H2,6,7,8)(H2,9,10,11)
    Ключ: LJQLQCAXBUHEAZ-UHFFFAOYAI
  • O=C(OP(=O)(O)O)C(O)COP(=O)(O)O
Характеристики
С3Н8О10П2
Молярная масса266,035  г·моль −1
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

1,3-Бисфосфоглицериновая кислота ( 1,3-Бисфосфоглицерат или 1,3БФГ ) — это 3-углеродная органическая молекула, присутствующая в большинстве, если не во всех, живых организмах. Она в основном существует как метаболический промежуточный продукт как в гликолизе во время дыхания , так и в цикле Кальвина во время фотосинтеза . 1,3БФГ — это переходная стадия между глицерат-3-фосфатом и глицеральдегид-3-фосфатом во время фиксации/восстановления CO2 . 1,3БФГ также является предшественником 2,3-бисфосфоглицерата , который , в свою очередь, является промежуточным продуктом реакции в гликолитическом пути.

Биологическая структура и роль

1,3-Бисфосфоглицерат является сопряженным основанием 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты. Он фосфорилирован по атомам углерода 1 и 3. Результат этого фосфорилирования придает 1,3БФГ важные биологические свойства, такие как способность фосфорилировать АДФ для образования молекулы хранения энергии АТФ.

В гликолизе

Соединение C00118 в базе данных путей KEGG . Фермент 1.2.1.12 в базе данных путей KEGG . Соединение C00236 в базе данных путей KEGG . Фермент 2.7.2.3 в базе данных путей KEGG . Соединение C00197 в базе данных путей KEGG .

Как уже упоминалось, 1,3BPG является метаболическим промежуточным продуктом в гликолитическом пути . Он создается путем экзергонического окисления альдегида в G3P . Результатом этого окисления является преобразование альдегидной группы в карбоксильную кислотную группу, которая приводит к образованию ацилфосфатной связи. Это, кстати, единственный шаг в гликолитическом пути, на котором NAD + преобразуется в NADH . Реакция образования 1,3BPG требует присутствия фермента, называемого глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой .

Высокоэнергетическая ацилфосфатная связь 1,3BPG важна для дыхания, поскольку она способствует образованию АТФ . Молекула АТФ, созданная в ходе следующей реакции, является первой молекулой, произведенной в ходе дыхания. Реакция происходит следующим образом;

1,3-бисфосфоглицерат + АДФ ⇌ 3-фосфоглицерат + АТФ

Перенос неорганического фосфата из карбоксильной группы 1,3BPG в АДФ с образованием АТФ обратим из-за низкого ΔG . Это происходит в результате того, что одна ацилфосфатная связь разрывается, а другая создается. Эта реакция не является естественно спонтанной и требует присутствия катализатора . Эту роль выполняет фермент фосфоглицераткиназа . Во время реакции фосфоглицераткиназа претерпевает вызванное субстратом конформационное изменение, аналогичное другому метаболическому ферменту, называемому гексокиназой .

Поскольку в ходе гликолиза из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы глицеральдегид-3-фосфата, можно сказать, что 1,3BPG отвечает за две из десяти молекул АТФ, произведенных в ходе всего процесса. Гликолиз также использует две молекулы АТФ на своих начальных стадиях как обязательный и необратимый шаг . По этой причине гликолиз необратим и имеет чистый продукт в 2 молекулы АТФ и две молекулы НАДН. Две молекулы НАДН сами по себе продолжают производить приблизительно 3 молекулы АТФ каждая.

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [§ 1]

  1. ^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «GlycolysisGluconeogenesis_WP534».

В цикле Кальвина

1,3-БФГ играет в цикле Кальвина очень похожую роль на свою роль в гликолитическом пути. По этой причине обе реакции считаются аналогичными. Однако путь реакции фактически обратный. Единственное другое важное различие между двумя реакциями заключается в том, что НАДФН используется как донор электронов в цикле Кальвина, тогда как НАД + используется как акцептор электронов в гликолизе. В этом реакционном цикле 1,3БФГ образуется из 3-фосфоглицерата и превращается в глицеральдегид-3-фосфат под действием специфических ферментов.

В отличие от аналогичных реакций гликолитического пути, 1,3BPG в цикле Кальвина не производит АТФ, а вместо этого использует его. По этой причине его можно считать необратимым и обязательным шагом в цикле. Результатом этого раздела цикла является то, что неорганический фосфат удаляется из 1,3BPG в виде иона водорода, а два электрона добавляются к соединению + .

В полной противоположности реакции гликолитического пути фермент фосфоглицераткиназа катализирует восстановление карбоксильной группы 1,3BPG с образованием альдегида . Эта реакция также высвобождает неорганическую молекулу фосфата , которая впоследствии используется в качестве энергии для передачи электронов от преобразования NADPH в NADP + . Контролирует эту последнюю стадию реакции фермент глицеральдегид-фосфатдегидрогеназа.

В переносе кислорода

В процессе нормального метаболизма у людей примерно 20% вырабатываемого 1,3BPG не идет дальше по гликолитическому пути. Вместо этого он шунтируется через альтернативный путь, включающий восстановление АТФ в эритроцитах . В ходе этого альтернативного пути он превращается в похожую молекулу, называемую 2,3-бисфосфоглицериновой кислотой (2,3BPG). 2,3BPG используется в качестве механизма для контроля эффективного высвобождения кислорода из гемоглобина . Уровни этого 1,3BPG будут повышаться в крови пациента, когда уровни кислорода низкие, поскольку это один из механизмов акклиматизации . Низкие уровни кислорода вызывают повышение уровней 1,3BPG, что в свою очередь повышает уровень 2,3BPG, который изменяет эффективность диссоциации кислорода из гемоглобина.

Ссылки

  • Альбертс, Брюс и др. (2001). Молекулярная биология клетки . Нью-Йорк: Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9.
  • Германн, Уильям Дж.; Стэнфилд, Синди Л. (2002). Принципы физиологии человека . Сан-Франциско: Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-6056-5.
  • Страйер, Луберт и др. (2002). Биохимия (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
  • 1,3БПГ в гликолизе и ферментации
  • Справочник медицинского словаря по 1,3БПГ
  • Механизмы фермента 1,3BPG Архивировано 2013-04-14 в archive.today
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=1,3-Бисфосфоглицериновая_кислота&oldid=1266790027"