Kyselina 1,3-bisfosfoglycerová
Kyselina 1,3-bisfosfoglycerová | |
---|---|
![]() Strukturní vzorec | |
![]() Model molekuly | |
Obecné | |
Systematický název | kyselina (2-hydroxy-3-fosfonooxy-propanoyloxy)fosfonová |
Ostatní názvy | 1,3-bisfosfoglycerát |
Sumární vzorec | C3H8O10P2 |
Identifikace | |
Registrační číslo CAS | 1981-49-3 |
PubChem | 683 |
SMILES | O=C(OP(=O)(O)O)C(O)COP(=O)(O)O |
InChI | 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) |
Vlastnosti | |
Molární hmotnost | 266,04 g/mol |
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky. |
Kyselina 1,3-bisfosfoglycerová (také nazývaná, především jako anion, 1,3-bisfosfoglycerát, zkráceně 1,3-BPG) je tříuhlíkatá karboxylová kyselina. Jedná se o meziprodukt metabolismu, jak glykolýzy, tak i Calvinova cyklu v rámci fotosyntézy. Tato sloučenina je přechodem mezi kyselinou 3-fosfoglycerovou a glyceraldehyd-3-fosfátem při fixaci oxidu uhličitého. Také jde o prekurzor kyseliny 2,3-bisfosfoglycerové, která je dalším meziproduktem glykolýzy.
Struktura a význam
Anion kyseliny 1,3-bisfosfoglycerové se nazývá 1,3-bisfosfoglycerát. Jeho fosforylace na uhlících 1 a 3 mu dodává významné biologické vlastnosti, například schopnost fosforylovat adenosindifosfát (ADP) na adenosintrifosfát (ATP), sloužící jako zásobárna energie.
V glykolýze
D-glyceraldehyd-3-fosfát | glyceraldehydfosfátdehydrogenáza | 1,3-bispfosfo-D-glycerát | 3-fosfoglycerátkináza | 3-fosfo-D-glycerát | ||
![]() | ![]() | ![]() | ||||
NAD+ + Pi | NADH + H+ | ADP | ATP | |||
![]() | ![]() | |||||
NAD+ + Pi | NADH + H+ | ADP | ATP | |||
glyceraldehydfosfátdehydrogenáza | 3-fosfoglycerátkináza |
1,3-bisfosfoglycerát je, jak bylo uvedeno výše, meziproduktem glykolýzy, kde vzniká oxidací aldehydové skupiny glyceraldehyd-3-fosfátu. Při této oxidaci se přemění aldehydová skupina na karboxylovou, na níž poté vzniká acylfosfátová vazba. Katalyzátorem je enzym nazývaný glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza.
Acylfosfátová vazba je důležitá pro buněčné dýchání, kde umožňuje tvorbu adenosintrifosfátu (ATP). ATP vytvořený následující reakcí je první molekulou vytvořenou v průběhu buněčného dýchání:
- 1,3-bisfosfoglycerát + ADP ⇌ 3-fosfoglycerát + ATP
Přesun anorganického fosfátu z karboxylové skupiny 1,3-bisfosfoglycerátu na adenosindifosfát (ADP) za vzniku adenosintrifosfátu je vratný, protože hodnota ΔG je nízká. Reakce není samovolná a vyžaduje tak přítomnost katalyzátoru, kterým bývá enzym fosfoglycerátkináza. V průběhu reakce tento enzym pod vlivem substrátu mění konformaci, obdobně jako příbuzný enzym hexokináza.
Protože se z jedné molekuly glukózy vytvoří dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu, tak se kyselina 1,3-bisfosfoglycerová podílí na deseti molekulách ATP získaných v glykolýze celkem dvěma molekulami. Glykolýza také na začátku spotřebovává dvě molekuly ATP a je tak nevratná. Samotnou glykolýzou celkově vznikají 2 molekuly ATP a 2 molekuly NADH, ze kterých každá vytvoří 3 molekuly ATP.
V Calvinově cyklu
V Calvinově cyklu má 1,3-BPG podobnou úlohu jako v glykolýze, směr procesu je však opačný. Jediným významným rozdílem je to, že zde slouží jako donor elektronů NADPH, zatímco v glykolýze se používá NAD+ jako jejich akceptor. 1,3-BPG zde vzniká z 3-fosfoglycerátu a přeměňuje se na glyceraldehyd 3-fosfát.
Na rozdíl od obdobných glykolytických reakcí 1,3BPG v Calviově cyklu nevytváří ATP, ale spotřebovává jej, proto je proces nevratný. Jeho výsledkem je odštěpení anorganického fosfátu z 1,3-BPG, na který se navazují dva elektrony a vodíkový kation.
Fosfoglycerátkináza v tomto případě katalyzuje redukci karboxylové skupiny 1,3-BPG na aldehyd. při níž se také uvolňuje anorganický fosfát, následně použitý jako zdroj energie pro dodání elektronů získaných přeměnou NADPH na NADP+. Tuto přeměnu zprostředkovává glyceraldehydfosfátdehydrogenáza.
Při přenosu kyslíku
V běžném lidském metabolismu se okolo 20 % vzniklého 1,3-BPG nezapojuje dále do glykolýzy a místo toho redukuje ATP v červených krvinkách. Přeměňuje se přitom na kyselinu 2,3-bisfosfoglycerovou (2,3-BPG). 2,3-BPG zajišťuje účinný přenos kyslíku z hemoglobinu. Koncentrace této 1,3-BPG bývají vyšší v krvi pacientů s nízkou úrovní kyslíku; tento proces je jedním z mechanizmů aklimatizace. Nízký obsah kyslíku způsobuje zvýšení koncentrace 1,3-BPG a tím i 2,3-BPG, což mná vliv na účinnost oddělování kyslíku od hemoglobinu.
Odkazy
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku 1,3-Bisphosphoglyceric acid na anglické Wikipedii.
Literatura
- ALBERTS, Bruce. Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Science, 2001. ISBN 0-8153-4072-9. Je zde použita šablona
{{Cite book}}
označená jako k „pouze dočasnému použití“. - GERMANN, William J.; STANFIELD, CINDY L. Principles of Human Physiology. San Francisco: Benjamin Cummings, 2002. Dostupné online. ISBN 0-8053-6056-5. Je zde použita šablona
{{Cite book}}
označená jako k „pouze dočasnému použití“. - STRYER, Lubert. Biochemistry. 5th. vyd. New York: W. H. Freeman, 2002. Dostupné online. ISBN 0-7167-4684-0. Je zde použita šablona
{{Cite book}}
označená jako k „pouze dočasnému použití“.
Související články
- Kyselina 1,2-bisfosfoglycerová
- Kyselina 2,3-bisfosfoglycerová
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Kyselina 1,3-bisfosfoglycerová na Wikimedia Commons
- 1,3-BPG v glykolýze a kvašení
- mechanismy enzymatických přeměn 1,3-BPG