Kwas 1,3-bisfosfoglicerynowy

1,3-bisfosfoglicerynian jest zasadą sprzężoną kwasu 1,3-bisfosfoglicerynowego. Ulega on fosforylacji przy liczbie węgli 1 i 3. Wynik tej fosforylacji nadaje 1,3BPG ważne właściwości biologiczne, takie jak zdolność do fosforylowania ADP w celu utworzenia cząsteczki magazynującej energię ATP.

W glikolizieEdit

.

D-gliceraldehyd 3-fosforanowy	dehydrogenaza fosforanu gliceraldehydu		1,3-bisfosfo-D-glicerynian	kinaza 3-fosfoglicerynianowa		3-fosfo-D-glicerynian
	NAD+ + Pi	NADH + H+.		ADP	ATP
	NAD+ + Pi	NADH + H+		ADP	ATP
	dehydrogenaza fosforanu gliceraldehydu			3-kinaza fosfoglicerynianowa

Związek C00118 w KEGG Pathway Database. Enzym 1.2.1.12 w bazie danych KEGG Pathway Database. Związek C00236 w bazie danych KEGG Pathway Database. Enzyme 2.7.2.3 w bazie danych KEGG Pathway Database. Compound C00197 at KEGG Pathway Database.

Jak wcześniej wspomniano 1,3BPG jest pośrednim związkiem metabolicznym w szlaku glikolitycznym. Powstaje w wyniku egzergonicznego utleniania aldehydu w G3P. Wynikiem tego utleniania jest przekształcenie grupy aldehydowej w grupę kwasu karboksylowego, co prowadzi do powstania wiązania acylofosforanowego. Jest to zresztą jedyny etap w szlaku glikolitycznym, w którym NAD+ jest przekształcany w NADH. Reakcja tworzenia 1,3BPG wymaga obecności enzymu zwanego dehydrogenazą gliceraldehydo-3-fosforanową.

Wysokoenergetyczne wiązanie acylofosforanowe 1,3BPG jest ważne w oddychaniu, ponieważ pomaga w tworzeniu ATP. Cząsteczka ATP powstająca podczas poniższej reakcji jest pierwszą cząsteczką wytwarzaną podczas oddychania. Reakcja zachodzi w następujący sposób;

1,3-bisfosfoglicerynian + ADP ⇌ 3-fosfoglicerynian + ATP

Przeniesienie nieorganicznego fosforanu z grupy karboksylowej na 1,3BPG do ADP w celu utworzenia ATP jest odwracalne ze względu na niskie ΔG. Jest to wynikiem rozszczepienia jednego wiązania acylofosforanowego, podczas gdy drugie jest tworzone. Reakcja ta nie jest naturalnie spontaniczna i wymaga obecności katalizatora. Rolę tę pełni enzym kinaza fosfoglicerynianowa. Podczas reakcji kinaza fosfoglicerynianowa ulega indukowanej substratem zmianie konformacyjnej podobnej do innego enzymu metabolicznego zwanego heksokinazą.

Ponieważ podczas glikolizy z jednej cząsteczki glukozy powstają dwie cząsteczki gliceraldehydu-3-fosforanu, można powiedzieć, że 1,3BPG odpowiada za dwie z dziesięciu cząsteczek ATP wytwarzanych podczas całego procesu. Glikoliza zużywa również dwie cząsteczki ATP w początkowej fazie jako etap zaangażowany i nieodwracalny. Z tego powodu glikoliza nie jest odwracalna i wytwarza netto 2 cząsteczki ATP i dwie NADH. Te dwie cząsteczki NADH same wytwarzają około 3 cząsteczki ATP każda.

Kliknij na geny, białka i metabolity poniżej, aby przejść do odpowiednich artykułów.

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

]

|{{bSize}}px|alt=Glikoliza i Glukoneogeneza edit]]

W cyklu CalvinaEdit

1,3-BPG ma bardzo podobną rolę w cyklu Calvina do swojej roli w szlaku glikolitycznym. Z tego powodu mówi się, że obie reakcje są analogiczne. Jednak szlak reakcji jest w rzeczywistości odwrócony. Jedyną istotną różnicą pomiędzy tymi dwoma reakcjami jest to, że NADPH jest używany jako donor elektronów w cyklu kalwinowym, podczas gdy NAD+ jest używany jako akceptor elektronów w glikolizie. W tym cyklu reakcji 1,3BPG pochodzi z 3-fosfoglicerynianu i jest przekształcany w 3-fosforan gliceraldehydu poprzez działanie specyficznych enzymów.

W przeciwieństwie do podobnych reakcji szlaku glikolitycznego, 1,3BPG w cyklu kalwinowym nie wytwarza ATP, ale zamiast tego wykorzystuje go. Z tego powodu można ją uznać za nieodwracalny i zaangażowany etap cyklu. Wynikiem tej części cyklu jest usunięcie nieorganicznego fosforanu z 1,3BPG jako jonu wodorowego i dodanie dwóch elektronów do związku+.

W całkowitym odwróceniu reakcji na szlaku glikolitycznym, enzym kinaza fosfoglicerynianowa katalizuje redukcję grupy karboksylowej 1,3BPG, tworząc zamiast niej aldehyd. Reakcja ta uwalnia również nieorganiczną cząsteczkę fosforanu, która jest następnie wykorzystywana jako energia do oddawania elektronów z konwersji NADPH do NADP+. Nadzór nad tym ostatnim etapem reakcji sprawuje enzym dehydrogenaza gliceraldehydowo-fosforanowa.

W przenoszeniu tlenuEdit

Podczas normalnego metabolizmu u ludzi około 20% wytworzonego 1,3BPG nie przechodzi dalej w szlaku glikolitycznym. Zamiast tego jest ona przekazywana przez alternatywną ścieżkę obejmującą redukcję ATP w erytrocytach. Podczas tego alternatywnego szlaku jest on przekształcany w podobną cząsteczkę zwaną kwasem 2,3-bisfosfoglicerynowym (2,3BPG). 2,3BPG jest wykorzystywany jako mechanizm nadzorujący efektywne uwalnianie tlenu z hemoglobiny. Poziom tego 1,3BPG wzrasta we krwi pacjenta, gdy poziom tlenu jest niski, ponieważ jest to jeden z mechanizmów aklimatyzacji. Niski poziom tlenu wyzwala wzrost poziomu 1,3BPG, co z kolei podnosi poziom 2,3BPG, który zmienia efektywność dysocjacji tlenu z hemoglobiny.

.