1,3-бисфосфоглицериновая кислота

Бисфосфоглицериновая кислота

Имена
Название ИЮПАК (2-гидрокси-3-фосфонооксипропаноилокси) фосфоновая кислота
Другие названия 1,3-дифосфоглицерат; Глицерат-1,3-бисфосфат; Глицерат-1,3-бифосфат; 1,3-бифосфоглицерат; 3-фосфоглицероилфосфат; Глицериновая кислота-1,3-дифосфат
Идентификаторы
Количество CAS	1981-49-3 N
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
Сокращения	1,3BPG; 1,3-БПГ; PGAP
ChemSpider	663 Y
PubChem CID	683
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID50941636
ИнЧИ 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) Y Ключ: LJQLQCAXBUHEAZ-UHFFFAOYSA-N Y 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
Улыбки O = C (OP (= O) (O) O) C (O) COP (= O) (O) O
Характеристики
Химическая формула	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).
N проверить  ( что есть   ?)YN
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 является переходной стадией 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]}

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 Гарланд. 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 ]}