Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
2,3 бисфосфоглицерин қышқылы (конъюгат негіз 2,3 бисфосфоглицерат) (2,3 BPG), сондай-ақ 2,3 дифосфоглицерин қышқылы (конъюгат негіз 2,3 дифосфоглицерат) (2,3 DPG) деп те аталады, ол 1,3 бисфосфоглицерин қышқылының (1,3 BPG) гликолиттік аралық түрінің үш көміртекті изомері. 2, 3 BPG адамдағы қызыл қан клеткаларында (ҚҚ; эритроциттерде) шамамен 5 ммоль/ л мөлшерінде болады. Ол конформациялық айырмашылықтарға байланысты оттегісіз гемоглобинге (мысалы, қызыл қан жасушасы тыныс алу тінінің жанында болған кезде) оттегілі гемоглобинге (мысалы, өкпеде) қарағанда көбірек жақындықпен байланыстырады: 2,3 BPG (шамамен 9 Å шамасында) оттегісіз гемоглобин конформациясына (ангстромдық 11 қалтасы бар) сәйкес келеді, бірақ оттегілі конформацияға (5 ангстром) сәйкес келмейді. Ол қышқылсыздандырылған гемоглобин бета- кіші бірліктерімен әрекеттеседі және оттегіге жанасушылығын төмендетеді және гемоглобинге байланған қалған оттегі молекулаларының босатылуын аллостерикалық жолмен ынталандырады. Сондықтан ол қызыл қан клеткаларының ең қажетті тіндердің жанында оттегі шығару қабілетін арттырады. 2,3 BPG аллостерикалық эффект болып табылады. Оның қызметін 1967 жылы Рейнхольд Бенеш пен Рут Бенеш анықтады.
2,3 Bisphosphoglyceric acid (conjugate base 2,3 bisphosphoglycerate) (2,3 BPG), also known as 2,3 diphosphoglyceric acid (conjugate base 2,3 diphosphoglycerate) (2,3 DPG), is a three carbon isomer of the glycolytic intermediate 1,3 bisphosphoglyceric acid (1,3 BPG). 2,3 BPG is present in human red blood cells (RBC; erythrocyte) at approximately 5 mmol/L. It binds with greater affinity to deoxygenated hemoglobin (e. g., when the red blood cell is near respiring tissue) than it does to oxygenated hemoglobin (e. g., in the lungs) due to conformational differences: 2,3 BPG (with an estimated size of about 9 Å) fits in the deoxygenated hemoglobin conformation (with an 11 Angstrom pocket), but not as well in the oxygenated conformation (5 Angstroms). It interacts with deoxygenated hemoglobin beta subunits and decreases the affinity for oxygen and allosterically promotes the release of the remaining oxygen molecules bound to the hemoglobin. Therefore, it enhances the ability of RBCs to release oxygen near tissues that need it most. 2,3 BPG is thus an allosteric effector. Its function was discovered in 1967 by Reinhold Benesch and Ruth Benesch.
Метаболизм
2, 3 BPG 1,3 BPG- ден BPG мутаза ферменті арқылы түзіледі. Содан кейін оны 2,3 BPG фосфатазасы 3 фосфоглицератты қалыптастыру үшін ыдыратады. Оның синтезі мен ыдырауы гликолиздің бір сатысын айналып өту жолы болып табылады, бір молекулаға бір АТФ-ның таза шығыны 2,3 БПГ-ны құрайды, өйткені бисфосфоглицерат мутаза жоғары энергиялы карбоксил қышқылы фосфаты аралас ангидридті байланысты ажыратады. Қалыпты гликолиттік жол 1,3 BPG өндіреді, ол фосфоглицераткиназа (PGK) арқылы дефосфорилирленіп, ATP өндіреді немесе Люберинг Рапопорт жолымен оқшауланады, онда бисфосфоглицерат мутаза 1,3 BPG фосфорил тобын C1-ден C2-ге көшіруді катализдейді, 2,3 BPG береді. Эритроциттердегі ең көп концентрацияланған органофосфат - 2,3 BPG бисфосфоглицерат фосфатазаның әсерінен 3 PG түзеді. 2,3 BPG концентрациясы [H+] мөлшеріне қарай өзгеріп отырады. Түйіннің метаболизміне қажетті энергияны қамтамасыз ету үшін АТФ өндіру қажеттілігі мен гемоглобиннің тиісті оттегімен / оттегімен қамтамасыз етілу жағдайын сақтау қажеттілігі арасында нәзік тепе-теңдік бар. Бұл тепе- теңдік 1, 3 BPG- ні 2, 3 BPG- ге изомерлендіру арқылы сақталады, бұл гемоглобиннің оттегіден арылуын күшейтеді.
2,3 BPG is formed from 1,3 BPG by the enzyme BPG mutase. It can then be broken down by 2,3 BPG phosphatase to form 3 phosphoglycerate. Its synthesis and breakdown are, therefore, a way around a step of glycolysis, with the net expense of one ATP per molecule of 2,3 BPG generated as the high energy carboxylic acid phosphate mixed anhydride bond is cleaved by bisphosphoglycerate mutase. The normal glycolytic pathway generates 1,3 BPG, which may be dephosphorylated by phosphoglycerate kinase (PGK), generating ATP, or it may be shunted into the Luebering Rapoport pathway, where bisphosphoglycerate mutase catalyzes the transfer of a phosphoryl group from C1 to C2 of 1,3 BPG, giving 2,3 BPG. 2,3 BPG, the most concentrated organophosphate in the erythrocyte, forms 3 PG by the action of bisphosphoglycerate phosphatase. The concentration of 2,3 BPG varies proportionately to the [H+]. There is a delicate balance between the need to generate ATP to support energy requirements for cell metabolism and the need to maintain appropriate oxygenation/deoxygenation status of hemoglobin. This balance is maintained by isomerisation of 1,3 BPG to 2,3 BPG, which enhances the deoxygenation of hemoglobin.
Гемоглобинге құрылымдық байланысу
2,3 BPG дезоксигемоглобинмен байланысқанда, оттегі тасымалдаушының аз оттегіге жақын күйін (T күйін) тұрақтандыруға әсер етеді. Ол молекулалық симметрия мен оң полярлықты пайдалана отырып, гемоглобиннің -кіші бірліктерінде лизин және гистидин қалдықтарымен тұз көпірлерін құру арқылы дезоксидті конформацияның қуысына жақсы сәйкес келеді. R күйі, гема тобына байланған оттегімен, басқа конформацияға ие және бұл өзара әрекеттесуге жол бермейді. Гемоглобиннің өзі сигмоидты кинетикаға ұқсас. Дезоксигемоглобинге селективті байлану арқылы 2, 3 BPG Т күй конформациясын тұрақтандырады, бұл оттегінің гемоглобинге байлануын қиындатады және жақын маңдағы тіндерге босатылуы ықтимал.
When 2,3 BPG binds to deoxyhemoglobin, it acts to stabilize the low oxygen affinity state (T state) of the oxygen carrier. It fits neatly into the cavity of the deoxy conformation, exploiting the molecular symmetry and positive polarity by forming salt bridges with lysine and histidine residues in the ꞵ subunits of hemoglobin. The R state, with oxygen bound to a heme group, has a different conformation and does not allow this interaction. By itself, hemoglobin has sigmoid like kinetics. In selectively binding to deoxyhemoglobin, 2,3 BPG stabilizes the T state conformation, making it harder for oxygen to bind hemoglobin and more likely to be released to adjacent tissues.
Гемодиализ
1998 жылғы зерттеуде гемодиализ кезінде эритроциттердің 2, 3 BPG концентрациясы талдалды. 2, 3 BPG концентрациясы гемоглобин тетрамерінің (Hb4) концентрациясына қатысты 2, 3 BPG/ Hb4 қатынасы ретінде көрсетілген. Физиологиялық тұрғыдан алғанда, 2,3 BPG деңгейінің артуы осы процесте жиі байқалатын гипоксияға қарсы әрекет етеді деп күтіледі. Дегенмен, нәтижелер 2,3 BPG/Hb4 қатынасының төмендеуін көрсетеді. Бұл процедураның өзіне байланысты: эритроциттердегі механикалық қысым 2,3 BPG-нің шығуына себеп болады деп есептеледі, содан кейін гемодиализ арқылы алынады. Кальций, фосфат, креатинин, мочевина және альбумин концентрациялары 2, 3 BPG/ Hb4 қатынасының жалпы өзгеруімен айтарлықтай байланысты емес. Алайда, диализ алдында алынған үлгілер қатынасы емделушілерге аптасына бір рет берілетін эритропоэтиннің (эритроциттер түзілуіндегі негізгі гормон) жалпы дозасымен айтарлықтай және оңтайлы байланысты.
In a 1998 study, erythrocyte 2,3 BPG concentration was analyzed during the hemodialysis process. The 2,3 BPG concentration was expressed relative to the hemoglobin tetramer (Hb4) concentration as the 2,3 BPG/Hb4 ratio. Physiologically, an increase in 2,3 BPG levels would be expected to counteract the hypoxia that is frequently observed in this process. Nevertheless, the results show a 2,3 BPG/Hb4 ratio decreased. This is due to the procedure itself: mechanical stress on the erythrocytes is believed to cause the 2,3 BPG escape, which is then removed by hemodialysis. The concentrations of calcium, phosphate, creatinine, urea and albumin did not correlate significantly with the total change in 2,3 BPG/Hb4 ratio. However, the ratio sampled just before dialysis correlated significantly and positively with the total weekly dosage of erythropoietin (main hormone in erythrocyte formation) given to the patients.