1,3-biszfoszfogloglicerinsav

Az 1,3-biszfoszfogloglicerát az 1,3-biszfoszfogllicerinsav konjugált bázisa. Az 1-es és a 3-as szénatomszámnál foszforilálódik. E foszforiláció eredménye adja az 1,3BPG fontos biológiai tulajdonságait, például azt a képességét, hogy foszforilálja az ADP-t az energiatároló molekula, az ATP képződéséhez.

A glikolízisbenSzerkesztés

D-gliceraldehid-3-foszfát	gliceraldehid-foszfát dehidrogenáz		1,3-biszfoszfo-D-glicerát	3-foszfoglicerát kináz		3-foszfo-D-glicerát
	NAD+ + Pi	NADH + H+ H+		ADP	ATP
	NAD+ + Pi	NADH + H+		ADP	ATP
	gliceraldehid-foszfát dehidrogenáz			3-foszfoglicerát-kináz

C00118 vegyület a KEGG Pathway adatbázisban. Enzim 1.2.1.12 a KEGG Pathway adatbázisban. C00236 vegyület a KEGG Pathway adatbázisban. Enzim 2.7.2.2.3 a KEGG Pathway adatbázisban. C00197 vegyület a KEGG Pathway Database-ben.

Mint korábban említettük, az 1,3BPG a glikolitikus útvonal egyik metabolikus intermedierje. A G3P-ben lévő aldehid exergonikus oxidációjával jön létre. Ennek az oxidációnak az eredménye az aldehidcsoport átalakulása karbonsavcsoporttá, amely egy acil-foszfátkötés kialakulását mozgatja. Ez egyébként az egyetlen olyan lépés a glikolitikus útvonalban, amelyben a NAD+ NADH-vá alakul. Az 1,3BPG képződési reakciójához a gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz nevű enzim jelenléte szükséges.

Az 1,3BPG nagy energiájú acil-foszfátkötése fontos a légzésben, mivel segíti az ATP képződését. A következő reakció során létrejövő ATP-molekula az első molekula, amely a légzés során keletkezik. A reakció a következőképpen zajlik;

1,3-biszfoszfogloglicerát + ADP ⇌ 3-foszfogllicerát + ATP

A szervetlen foszfát átadása az 1,3BPG karboxilcsoportjáról az ADP-re ATP képződéséhez reverzibilis az alacsony ΔG miatt. Ez annak köszönhető, hogy az egyik acil-foszfátkötés felhasad, míg a másik létrejön. Ez a reakció nem természetes spontán, és katalizátor jelenlétére van szükség. Ezt a szerepet a foszfoglicerát-kináz enzim látja el. A reakció során a foszfoglicerát-kináz egy másik metabolikus enzimhez, a hexokinázhoz hasonló, szubsztrát indukálta konformációváltozáson megy keresztül.

Mivel a glikolízis során egy molekula glükózból két molekula gliceraldehid-3-foszfát keletkezik, az 1,3BPG-ről elmondható, hogy a teljes folyamat során keletkező tíz molekula ATP-ből kettőért felelős. A glikolízis szintén két molekula ATP-t használ fel a kezdeti szakaszában, mint elkötelezett és irreverzibilis lépés. Emiatt a glikolízis nem reverzibilis, és nettó termelése 2 molekula ATP és két molekula NADH. A két NADH-molekula önmagában körülbelül 3 molekula ATP-t állít elő.

Az alábbi génekre, fehérjékre és anyagcseretermékekre kattintva a megfelelő cikkek elérhetők.

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

|{{{bSize}}}px|alt=Glikolízis és glükoneogenezis edit]]

A Calvin-ciklusbanSzerkesztés

Az 1,3-BPG-nek nagyon hasonló szerepe van a Calvin-ciklusban, mint a glikolitikus útvonalban. Emiatt a két reakciót analógnak mondják. A reakcióút azonban gyakorlatilag fordított. A két reakció közötti egyetlen jelentős különbség az, hogy a Calvin-ciklusban a NADPH-t elektrondonorként, míg a glikolízisben a NAD+-t elektronakceptorként használjuk. Ebben a reakcióciklusban az 1,3BPG 3-foszfoglicerátból származik, és specifikus enzimek hatására gliceraldehid-3-foszfáttá alakul.

A glikolitikus út hasonló reakcióival ellentétben a kalvinciklusban az 1,3BPG nem ATP-t termel, hanem felhasználja azt. Emiatt a ciklus irreverzibilis és elkötelezett lépésének tekinthető. A ciklus ezen szakaszának eredménye az, hogy az 1,3BPG-ből hidrogénion formájában eltávolítanak egy szervetlen foszfátot, és két elektront adnak a vegyülethez+.

A glikolitikus útvonal reakciójának teljes fordítottjaként a foszfoglicerát-kináz enzim katalizálja az 1,3BPG karboxilcsoportjának redukcióját, hogy helyette egy aldehid keletkezzen. Ez a reakció egy szervetlen foszfátmolekulát is felszabadít, amelyet később a NADPH NADP+-vá történő átalakulásából származó elektronok adományozására használnak fel energiaként. A reakciónak ezt az utóbbi szakaszát a gliceraldehid-foszfát-dehidrogenáz enzim felügyeli.

Az oxigénátvitelbenSzerkesztés

A normális emberi anyagcsere során a keletkező 1,3BPG körülbelül 20%-a nem jut tovább a glikolitikus útvonalon. Ehelyett egy alternatív útvonalon keresztül kerül át, amely az ATP redukcióját foglalja magában az eritrocitákban. Ezen alternatív út során egy hasonló molekulává, 2,3-biszfoszfogloglicerinsavvá (2,3BPG) alakul. A 2,3BPG egy olyan mechanizmusként szolgál, amely felügyeli az oxigén hatékony felszabadulását a hemoglobinból. Ennek az 1,3BPG-nek a szintje megemelkedik a beteg vérében, amikor az oxigénszint alacsony, mivel ez az akklimatizáció egyik mechanizmusa. Az alacsony oxigénszint az 1,3BPG szintjének emelkedését váltja ki, ami viszont megemeli a 2,3BPG szintjét, ami megváltoztatja a hemoglobinból történő oxigén disszociáció hatékonyságát.