Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Бисфосфоглицериновая кислота (1,3 Бисфосфоглицерат или 1,3BPG) — это органическая молекула, содержащая три атома углерода, присутствующая в большинстве, если не во всех, живых организмах. Она преимущественно существует как метаболический промежуточный продукт как в гликолизе во время клеточного дыхания, так и в цикле Кальвина во время фотосинтеза. 1,3BPG является переходной стадией между глицерат-3-фосфатом и глицеральдегид-3-фосфатом в процессе фиксации/восстановления CO2. 1,3BPG также является предшественником 2,3-бисфосфоглицерата, который, в свою очередь, является промежуточным веществом в гликолитическом пути.
1,3 Bisphosphoglyceric acid (1,3 Bisphosphoglycerate or 1,3BPG) is a 3 carbon organic molecule present in most, if not all, living organisms. It primarily exists as a metabolic intermediate in both glycolysis during respiration and the Calvin cycle during photosynthesis. 1,3BPG is a transitional stage between glycerate 3 phosphate and glyceraldehyde 3 phosphate during the fixation/reduction of CO2. 1,3BPG is also a precursor to 2,3 bisphosphoglycerate which in turn is a reaction intermediate in the glycolytic pathway.
Биологическая структура и роль
1,3-Бисфосфоглицерат является конъюгированным основанием 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты. Он фосфорилирован по атомам углерода №1 и №3. В результате этого фосфорилирования 1,3-БФГ приобретает важные биологические свойства, такие как способность фосфорилировать АДФ с образованием АТФ – молекулы, запасающей энергию.
1,3 Bisphosphoglycerate is the conjugate base of 1,3 bisphosphoglyceric acid. It is phosphorylated at the number 1 and 3 carbons. The result of this phosphorylation gives 1,3BPG important biological properties such as the ability to phosphorylate ADP to form the energy storage molecule ATP.
В цикле Кальвина
1,3-бисфосфоглицерат (1,3 BPG) играет очень похожую роль в цикле Кальвина, как и в гликолитическом пути. По этой причине обе реакции считаются аналогичными. Однако направление реакционного пути эффективно обращено. Другое существенное различие между двумя реакциями заключается в том, что NADPH используется как донор электронов в цикле Кальвина, а NAD+ – как акцептор электронов в гликолизе. В этом цикле 1,3 BPG образуется из 3-фосфоглицерата и превращается в глицеральдегид-3-фосфат под действием специфических ферментов. В отличие от аналогичных реакций гликолитического пути, 1,3 BPG в цикле Кальвина не производит АТФ, а потребляет его. Поэтому этот этап можно рассматривать как необратимый и определяющий для цикла. Результатом этого участка цикла является удаление неорганического фосфата из 1,3 BPG вместе с ионом водорода и присоединение двух электронов к молекуле. В полном соответствии с обратной реакцией гликолиза, фермент фосфоглицераткиназа катализирует восстановление карбоксильной группы 1,3 BPG до альдегида. Эта реакция также высвобождает молекулу неорганического фосфата, которая впоследствии используется как источник энергии для переноса электронов при восстановлении NADP+ до NADPH. Контроль над этой заключительной стадией реакции осуществляет фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа.
1,3 BPG has a very similar role in the Calvin cycle to its role in the glycolytic pathway. For this reason both reactions are said to be analogous. However the reaction pathway is effectively reversed. The only other major difference between the two reactions is that NADPH is used as an electron donor in the calvin cycle whilst NAD+ is used as an electron acceptor in glycolysis. In this reaction cycle 1,3BPG originates from 3 phosphoglycerate and is made into glyceraldehyde 3 phosphate by the action of specific enzymes. Contrary to the similar reactions of the glycolytic pathway, 1,3BPG in the Calvin cycle does not produce ATP but instead uses it. For this reason it can be considered to be an irreversible and committed step in the cycle. The outcome of this section of the cycle is an inorganic phosphate is removed from 1,3BPG as a hydrogen ion and two electrons are added to the compound+. In complete reverse of the glycolytic pathway reaction, the enzyme phosphoglycerate kinase catalyses the reduction of the carboxyl group of 1,3BPG to form an aldehyde instead. This reaction also releases an inorganic phosphate molecule which is subsequently used as energy for the donation of electrons from the conversion of NADPH to NADP+. Overseeing this latter stage of the reaction is the enzyme glyceraldehyde phosphate dehydrogenase.
В перемещении кислорода
При нормальном метаболизме у человека приблизительно 20% образовавшегося 1,3-бисфосфоглицерата (1,3BPG) не продолжает двигаться по гликолитическому пути. Вместо этого он направляется по альтернативному пути, включающему восстановление АТФ в эритроцитах. В ходе этого альтернативного пути он превращается в схожую молекулу, называемую 2,3-бисфосфоглицериновой кислотой (2,3BPG). 2,3BPG используется как механизм для регулирования эффективного высвобождения кислорода из гемоглобина. Уровень 1,3BPG повышается в крови пациента при низком содержании кислорода, поскольку это один из механизмов акклиматизации. Низкий уровень кислорода стимулирует повышение уровня 1,3BPG, что, в свою очередь, повышает уровень 2,3BPG и изменяет эффективность диссоциации кислорода от гемоглобина.
During normal metabolism in humans approximately 20% of the 1,3BPG produced does not go any further in the glycolytic pathway. It is instead shunted through an alternate pathway involving the reduction of ATP in the red blood cells. During this alternate pathway it is made into a similar molecule called 2,3 bisphosphoglyceric acid (2,3BPG). 2,3BPG is used as a mechanism to oversee the efficient release of oxygen from hemoglobin. Levels of this 1,3BPG will raise in a patient's blood when oxygen levels are low as this is one of the mechanisms of acclimatization. Low oxygen levels trigger a rise in 1,3BPG levels which in turn raises the level of 2,3BPG which alters the efficiency of oxygen dissociation from hemoglobin.