ácido 1,3-bisfosfoglicérico

Compuesto C00118 en la base de datos de vías metabólicas KEGG . Enzima 1.2.1.12 en la base de datos de vías metabólicas KEGG . Compuesto C00236 en la base de datos de vías metabólicas KEGG . Enzima 2.7.2.3 en la base de datos de vías metabólicas KEGG . Compuesto C00197 en la base de datos de vías metabólicas KEGG .

El 1,3-BPG es un intermediario metabólico macroérgico en la vía glucolítica . Se genera mediante la oxidación exergónica del aldehído en el gliceraldehído 3-fosfato . Esta oxidación transforma el grupo aldehído en un grupo carboxilo , lo que da lugar a la formación de un enlace acilfosfato. Esta última reacción es el único paso en la vía glucolítica en el que el NAD ⁺ se convierte en NADH . La formación del 1,3-BPG requiere la presencia de una enzima denominada gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa .

El enlace acilfosfato de alta energía del 1,3BPG es importante en la respiración , ya que ayuda en la formación de ATP . La molécula de ATP creada durante la siguiente reacción es la primera molécula producida durante la respiración. La reacción ocurre de la siguiente manera:

1,3-bisfosfoglicerato + ADP ⇌ 3-fosfoglicerato + ATP

La transferencia de un fosfato inorgánico del grupo carboxilo del 1,3BPG al ADP para formar ATP es reversible debido a un ΔG bajo . Esto se debe a que se rompe un enlace acilfosfato mientras se crea otro. Esta reacción no es espontánea y requiere la presencia de un catalizador . Esta función la desempeña la enzima fosfoglicerato quinasa . Durante la reacción, la fosfoglicerato quinasa experimenta un cambio conformacional inducido por el sustrato, similar al de otra enzima metabólica llamada hexoquinasa .

Debido a que durante la glucólisis se forman dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato a partir de una molécula de glucosa, se puede decir que el 1,3-BPG es responsable de dos de las diez moléculas de ATP producidas durante todo el proceso. La glucólisis también utiliza dos moléculas de ATP en sus etapas iniciales como un paso comprometido e irreversible . Por esta razón, la glucólisis no es reversible y produce un total de dos moléculas de ATP y dos de NADH. Estas dos moléculas de NADH, a su vez, producen aproximadamente tres moléculas de ATP cada una.

Haz clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para acceder a los artículos correspondientes. ^{[ § 1 ]}

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Glucólisis y gluconeogénesis (edición)

1. ↑ El mapa interactivo de la ruta metabólica se puede editar en WikiPathways: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534" .

El 1,3-BPG desempeña un papel muy similar en el ciclo de Calvin al que tiene en la vía glucolítica. Por esta razón, se dice que ambas reacciones son análogas. Sin embargo, la vía de reacción se invierte. La única otra diferencia importante entre ambas reacciones es que el NADPH se utiliza como donador de electrones en el ciclo de Calvin, mientras que el NAD ⁺ se utiliza como aceptor de electrones en la glucólisis. En este ciclo de reacción, el 1,3-BPG se origina a partir del 3-fosfoglicerato y se transforma en gliceraldehído 3-fosfato por la acción de enzimas específicas.

A diferencia de las reacciones similares de la vía glucolítica, el 1,3-BPG en el ciclo de Calvin no produce ATP, sino que lo utiliza. Por esta razón, puede considerarse un paso irreversible y comprometido en el ciclo. El resultado de esta sección del ciclo es la eliminación de un fosfato inorgánico del 1,3-BPG como un ion hidrógeno y la adición de dos electrones al compuesto ⁺ .

En sentido totalmente inverso a la reacción de la vía glucolítica, la enzima fosfoglicerato quinasa cataliza la reducción del grupo carboxilo del 1,3-butanol-glicerol (1,3BPG) para formar un aldehído . Esta reacción también libera una molécula de fosfato inorgánico , que posteriormente se utiliza como fuente de energía para la donación de electrones en la conversión de NADPH a NADP ⁺ . La enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa supervisa esta última etapa de la reacción.

Durante el metabolismo normal en los eritrocitos humanos, ≈19% del 1,3BPG producido no continúa en la vía glucolítica. ^{[ 5 ]} En cambio, se desvía a través de la vía de Luebering-Rapoport, que implica la reducción de ATP en los glóbulos rojos . Durante esta vía alternativa, se transforma en una molécula similar llamada ácido 2,3-bisfosfoglicérico (2,3BPG). ^{[ 4 ]} El 2,3BPG se utiliza como mecanismo para supervisar la liberación eficiente de oxígeno de la hemoglobina . Los niveles de este 1,3BPG aumentarán en la sangre de un paciente cuando los niveles de oxígeno sean bajos, ya que este es uno de los mecanismos de aclimatación . Los bajos niveles de oxígeno desencadenan un aumento en los niveles de 1,3BPG, lo que a su vez eleva el nivel de 2,3BPG, alterando la eficiencia de la disociación del oxígeno de la hemoglobina.