Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК (2-гидрокси-3-фосфонооксипропаноилокси) фосфоновая кислота | |
Другие имена 1,3-дифосфоглицерат; Глицерат-1,3-бисфосфат; Глицерат-1,3-бифосфат; 1,3-бифосфоглицерат; 3-фосфоглицероилфосфат; Глицериновая кислота-1,3-дифосфат | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
Сокращения | 1,3BPG; 1,3-БПГ; PGAP |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
C 3 H 8 O 10 P 2 | |
Молярная масса | 266,035 г · моль -1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
1,3-Бисфосфоглицериновая кислота ( 1,3-Бисфосфоглицерат или 1,3BPG ) представляет собой 3-углеродную органическую молекулу, присутствующую в большинстве, если не во всех, живых организмах. Он в первую очередь существует как промежуточный продукт метаболизма как в гликолизе во время дыхания, так и в цикле Кальвина во время фотосинтеза . 1,3BPG представляет собой переходную стадию между глицерат-3-фосфатом и глицеральдегид-3-фосфатом во время фиксации / восстановления CO 2 . 1,3BPG также является предшественником 2,3-бисфосфоглицерата, который, в свою очередь, является промежуточным продуктом реакции гликолитического пути.
Биологическая структура и роль [ править ]
1,3-Бисфосфоглицерат представляет собой конъюгированное основание 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты. Он фосфорилируется по 1 и 3 атомам углерода. Результат этого фосфорилирования придает 1,3BPG важные биологические свойства, такие как способность фосфорилировать АДФ с образованием молекулы хранения энергии АТФ.
В гликолизе [ править ]
D - глицеральдегид-3-фосфат | глицеральдегидфосфатдегидрогеназа | 1,3-бисфосфо- D- глицерат | 3-фосфоглицераткиназа | 3-фосфо- D- глицерат | ||
НАД + + P i | НАДН + Н + | ADP | АТФ | |||
НАД + + P i | НАДН + Н + | ADP | АТФ | |||
глицеральдегидфосфатдегидрогеназа | 3-фосфоглицераткиназа |
Соединение C00118 в базе данных KEGG Pathway. Фермент 1.2.1.12 в базе данных KEGG Pathway. Соединение C00236 в базе данных KEGG Pathway. Фермент 2.7.2.3 в базе данных KEGG Pathway. Соединение C00197 в базе данных KEGG Pathway.
Как упоминалось ранее, 1,3BPG является промежуточным звеном метаболизма в гликолитическом пути . Он создается с помощью экзэргонических окисления в альдегид в G3P . Результатом этого окисления является превращение альдегидной группы в группу карбоновой кислоты, которая способствует образованию ацилфосфатной связи. Между прочим, это единственный этап гликолитического пути, на котором НАД + превращается в НАДН . Реакция образования 1,3BPG требует присутствия фермента, называемого глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой .
Высокой энергии ацил фосфата связь 1,3BPG играет важную роль в дыхании , поскольку это помогает в образовании АТФ . Молекула АТФ, образованная в ходе следующей реакции, является первой молекулой, образующейся при дыхании. 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 разрыва одной ацилфосфатной связи и образования другой. Эта реакция не является естественной спонтанной и требует присутствия катализатора . Эту роль выполняет фермент фосфоглицераткиназа . Во время реакции фосфоглицераткиназа претерпевает вызванное субстратом конформационное изменение, подобное другому метаболическому ферменту, называемому гексокиназой .
Поскольку две молекулы глицеральдегид-3-фосфата образуются во время гликолиза из одной молекулы глюкозы, можно сказать, что 1,3BPG отвечает за две из десяти молекул АТФ, образующихся в течение всего процесса. Гликолиз также использует две молекулы АТФ на начальных этапах как обязательный и необратимый этап . По этой причине гликолиз не обратим и имеет чистое производство 2 молекул АТФ и двух молекул НАДН. Сами две молекулы НАДН производят примерно по 3 молекулы АТФ каждая.
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи. [§ 1]
- ^ Интерактивную карту путей можно отредактировать на WikiPathways: " GlycolysisGluconeogenesis_WP534 " .
В цикле Кальвина [ править ]
1,3-BPG играет роль в цикле Кальвина, очень похожую на роль в гликолитическом пути. По этой причине говорят, что обе реакции аналогичны. Однако путь реакции полностью меняется. Единственное другое существенное различие между двумя реакциями состоит в том, что НАДФН используется в качестве донора электронов в цикле Кальвина, в то время как НАД + используется в качестве акцептора электронов при гликолизе. В этом реакционном цикле 1,3BPG происходит из 3-фосфоглицерата и превращается в глицеральдегид-3-фосфат под действием определенных 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 рассматривать как необратимый и обязательный этап цикла. Результатом этой части цикла является удаление неорганического фосфата из 1,3BPG в виде иона водорода и добавление двух электронов к соединению + .
В полной противоположности реакции гликолитического пути фермент фосфоглицераткиназа катализирует восстановление карбоксильной группы 1,3BPG с образованием вместо этого альдегида . Эта реакция также высвобождает молекулу неорганического фосфата , которая впоследствии используется в качестве энергии для передачи электронов от превращения НАДФН в НАДФ + . За этой последней стадией реакции отвечает фермент глицеральдегид-фосфатдегидрогеназа.
В переносе кислорода [ править ]
Во время нормального метаболизма у людей примерно 20% продуцируемого 1,3BPG не проходит дальше по гликолитическому пути. Вместо этого он направляется альтернативным путем, включающим снижение АТФ в эритроцитах. Во время этого альтернативного пути он превращается в аналогичную молекулу, называемую 2,3-бисфосфоглицериновой кислотой (2,3BPG). 2,3BPG используется в качестве механизма для наблюдения за эффективным высвобождением кислорода из гемоглобина . Уровень 1,3BPG будет повышаться в крови пациента при низком уровне кислорода, поскольку это один из механизмов акклиматизации.. Низкий уровень кислорода вызывает повышение уровня 1,3BPG, что, в свою очередь, повышает уровень 2,3BPG, что изменяет эффективность диссоциации кислорода из гемоглобина.
Ссылки [ править ]
- Альбертс, Брюс; и другие. (2001). Молекулярная биология клетки . Нью-Йорк: Наука о гирляндах. ISBN 0-8153-4072-9.
- Germann, Уильям Дж .; Стэнфилд, Синди Л. (2002). Принципы физиологии человека . Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. ISBN 0-8053-6056-5.
- Страйер, Люберт; и другие. (2002). Биохимия (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
Внешние ссылки [ править ]
- 1,3BPG в гликолизе и ферментации
- Справочник по медицинскому словарю для 1,3BPG
- Механизмы фермента 1,3BPG
- 1,3BPG в фотосинтезе [ постоянная мертвая ссылка ]
vте Путь метаболизма гликолиза |
---|
Глюкоза Гексокиназа АТФ ADP Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-6-фосфат- изомераза Фруктоза 6-фосфат Фосфофруктокиназа-1 АТФ ADP 1,6-бисфосфат фруктозы Фруктозо-бисфосфат альдолаза Дигидроксиацетонфосфат + + Глицеральдегид 3-фосфат Триозофосфат изомераза 2 × Глицеральдегид-3-фосфат 2 × Глицеральдегид-3- фосфатдегидрогеназа НАД + + P i НАДН + Н + НАД + + P i НАДН + Н + 2 × 1,3-бисфосфоглицерат 2 × Фосфоглицераткиназа ADP АТФ ADP АТФ 2 × 3-фосфоглицерат 2 × Фосфоглицерат мутаза 2 × 2-фосфоглицерат 2 × Phosphopyruvate гидратаз ( енолаз ) H 2 O H 2 O 2 × Фосфоенолпируват 2 × Пируваткиназа ADP АТФ 2 × Пируват 2 × |