2,3 difosfoglycerát

2,3 difosfoglycerát (2,3 DPG) je sloučenina odvozená z meziproduktu glykolýzy; je zvláště koncentrovaný na úrovni erytrocytů, protože červené krvinky - bez mitochondrií - využívají k získání energie anaerobní metabolismus laktacidů (homolaktická fermentace glukózy).

Chronická hypoxie, což je dlouhé období nedostatku kyslíku, spouští zvýšení syntézy 2,3 -difosfoglycerátu v červených krvinkách; tento stav je typický pro pobyt ve vysokých nadmořských výškách, kardiopulmonální insuficienci a anémii. Není překvapením, že zvýšení této látky v červených krvinkách snižuje afinitu k kyslíku v něm obsaženého hemoglobinu, což následně uvolňuje kyslík do tkání snadněji. V praxi, jak je znázorněno na obrázku, se křivková disociace hemoglobinu přesouvá na že jo.

Hemoglobin je tetramerní protein, který je tvořen čtyřmi podjednotkami, dvěma alfa a dvěma beta, z nichž každá je tvořena proteinovou částí (globin) a hem (protetická skupina, která váže kyslík). 2,3-difosfoglycerát se váže na beta řetězce, čímž je zhutňuje a snižuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku.

Vazba 2,3 DPG na hemoglobin nastává, když je v deoxygenované formě, zatímco se rozpustí v plicích vazbou hemoglobinu s kyslíkem. Ve skutečnosti, když hemoglobin dosáhne tkání, β řetězce jsou první, kdo uvolňuje kyslík, a tato ztráta zahrnuje vytlačení monomerů ze středu.Jakmile se vnitřní hydrofilní dutina otevře, vstoupí DPG a naváže se na tetramer a vytvoří heteropolární vazby mezi svými negativně nabitými skupinami a lysinem a histidinem zbytky řetězců Beta, kladně nabité. Stabilizovaná struktura může také uvolňovat kyslík dvou α řetězců. V plicích však probíhá opačný proces; při vysokém tlaku kyslíku jsou α řetězce první, které jej váží, a DPG je „vymačkaný“ a vyloučen z tetrameru, což umožňuje snadnější vazbu řetězce kyslík-β.

2,3 -bisfosfoglycerát se nemůže vázat na fetální hemoglobin, protože tato molekula neobsahuje řetězce B, na které se váže 2,3 DPG. To vysvětluje větší afinitu fetálního hemoglobinu ke kyslíku než mateřský hemoglobin, což je vlastnost, která umožňuje fetální krvi extrahovat kyslík z mateřské krve.