El ácido 1,3-bisfosfoglicérico

El 1,3-bisfosfoglicerato es la base conjugada del ácido 1,3-bisfosfoglicérico. Se fosforila en los carbonos número 1 y 3. El resultado de esta fosforilación confiere al 1,3BPG importantes propiedades biológicas, como la capacidad de fosforilar el ADP para formar la molécula de almacenamiento de energía ATP.

En la glucólisisEditar

D-gliceraldehído 3-fosfato	gliceraldehído fosfato deshidrogenasa		1,3-bisfosfato-D-glicerato	3-fosfoglicerato quinasa		3-fosfo-D-glicerato
	NAD+ + Pi	NADH + H+		ADP	ATP
	NAD+ + Pi	NADH + H+		ADP	ATP
	gliceraldehído fosfato deshidrogenasa			3-fosfoglicerato quinasa

Compuesto C00118 en KEGG Pathway Database. Enzima 1.2.1.12 en KEGG Pathway Database. Compuesto C00236 en KEGG Pathway Database. Enzima 2.7.2.3 en la base de datos de vías KEGG. Compuesto C00197 en KEGG Pathway Database.

Como se ha mencionado anteriormente, el 1,3BPG es un intermediario metabólico en la vía glicolítica. Se crea por la oxidación exergónica del aldehído del G3P. El resultado de esta oxidación es la conversión del grupo aldehído en un grupo ácido carboxílico que impulsa la formación de un enlace acil-fosfato. Este es, por cierto, el único paso en la vía glicolítica en el que el NAD+ se convierte en NADH. La reacción de formación del 1,3BPG requiere la presencia de una enzima llamada gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa.

El enlace acil-fosfato de alta energía del 1,3BPG es importante en la respiración ya que ayuda a la formación de ATP. La molécula de ATP creada durante la siguiente reacción es la primera molécula producida durante la respiración. La reacción ocurre de la siguiente manera;

1,3-bisfosfoglicerato + ADP ⇌ 3-fosfoglicerato + ATP

La transferencia de un fosfato inorgánico desde el grupo carboxilo del 1,3BPG al ADP para formar ATP es reversible debido a un bajo ΔG. Esto es el resultado de la ruptura de un enlace acil-fosfato mientras se crea otro. Esta reacción no es espontánea y requiere la presencia de un catalizador. Este papel lo desempeña la enzima fosfoglicerato quinasa. Durante la reacción, la fosfoglicerato quinasa experimenta un cambio conformacional inducido por el sustrato, similar al de otra enzima metabólica llamada hexoquinasa.

Debido a que durante la glucólisis se forman dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato a partir de una molécula de glucosa, puede decirse que el 1,3BPG es responsable de dos de las diez moléculas de ATP producidas durante todo el proceso. La glucólisis también utiliza dos moléculas de ATP en sus etapas iniciales como paso comprometido e irreversible. Por esta razón la glucólisis no es reversible y tiene una producción neta de 2 moléculas de ATP y dos de NADH. Las dos moléculas de NADH pasan a producir aproximadamente 3 moléculas de ATP cada una.

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En el ciclo de CalvinEditar

1,3-BPG tiene un papel muy similar en el ciclo de Calvin a su papel en la vía glucolítica. Por esta razón se dice que ambas reacciones son análogas. Sin embargo, la vía de la reacción está efectivamente invertida. La única diferencia importante entre las dos reacciones es que el NADPH se utiliza como donante de electrones en el ciclo de Calvin, mientras que el NAD+ se utiliza como aceptor de electrones en la glucólisis. En este ciclo de reacción, el 1,3BPG se origina a partir del 3-fosfoglicerato y se convierte en gliceraldehído 3-fosfato por la acción de enzimas específicas.

A diferencia de las reacciones similares de la vía glucolítica, el 1,3BPG en el ciclo de calvin no produce ATP sino que lo utiliza. Por esta razón se puede considerar como un paso irreversible y comprometido en el ciclo. El resultado de esta sección del ciclo es la eliminación de un fosfato inorgánico de la 1,3BPG en forma de iones de hidrógeno y la adición de dos electrones al compuesto+.

En completa reversión de la reacción de la vía glicolítica, la enzima fosfoglicerato quinasa cataliza la reducción del grupo carboxilo de la 1,3BPG para formar un aldehído en su lugar. Esta reacción también libera una molécula de fosfato inorgánico que posteriormente se utiliza como energía para la donación de electrones de la conversión de NADPH a NADP+. La enzima gliceraldehído-fosfato deshidrogenasa supervisa esta última etapa de la reacción.

En la transferencia de oxígenoEditar

Durante el metabolismo normal en los seres humanos, aproximadamente el 20% de la 1,3BPG producida no va más allá en la vía glucolítica. En su lugar, se desvía a través de una vía alternativa que implica la reducción del ATP en los eritrocitos. Durante esta vía alternativa se convierte en una molécula similar llamada ácido 2,3-bisfosfoglicérico (2,3BPG). El 2,3BPG se utiliza como mecanismo para supervisar la liberación eficiente de oxígeno de la hemoglobina. Los niveles de este 1,3BPG aumentarán en la sangre de los pacientes cuando los niveles de oxígeno sean bajos, ya que éste es uno de los mecanismos de aclimatación. Los niveles bajos de oxígeno provocan un aumento de los niveles de 1,3BPG que, a su vez, eleva el nivel de 2,3BPG, lo que altera la eficacia de la disociación del oxígeno de la hemoglobina.