1,3-Bisphosphoglyceric acid
1, 3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડ (1,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસેરેટ અથવા 1,3 બી. પી. જી.) એ 3-કાર્બન કાર્બનિક અણુ છે જે મોટાભાગના, જો બધા નહીં, તો જીવંત સજીવોમાં હાજર છે. તે મુખ્યત્વે શ્વસન દરમિયાન ગ્લાયકોલિસિસ અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન કેલ્વિન ચક્ર બંનેમાં ચયાપચય મધ્યવર્તી તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. 1, 3 બી. પી. જી. એ ગ્લિસરેટ 3-ફોસ્ફેટ અને ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ 3-ફોસ્ફેટ વચ્ચે CO2ના સ્થિરીકરણ/ઘટાડા દરમિયાનનો સંક્રમણકાલીન તબક્કો છે. 1, 3 બી. પી. જી. એ 2,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસરેટનું પુરોગામી પણ છે, જે બદલામાં ગ્લાયકોલિટિક માર્ગમાં પ્રતિક્રિયા મધ્યવર્તી છે. જૈવિક માળખું અને ભૂમિકા 1,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસેરેટ એ 1,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસેરિક એસિડનો સંયુક્ત આધાર છે. તે નંબર 1 અને 3 કાર્બન પર ફોસ્ફોરિલેટેડ છે. આ ફોસ્ફોરાયલેશનનું પરિણામ 1,3 બી. પી. જી. મહત્વપૂર્ણ જૈવિક ગુણધર્મો આપે છે જેમ કે ઊર્જા સંગ્રહ પરમાણુ એ. ટી. પી. રચવા માટે ફોસ્ફોરાયલેટ એ. ડી. પી. ની ક્ષમતા. ગ્લાયકોલિસિસમાં અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ 1,3 બી. પી. જી. એ ગ્લાયકોલિટિક માર્ગમાં મેટાબોલિક મધ્યવર્તી છે. તે G3P માં એલ્ડિહાઇડના એક્સર્જોનિક ઓક્સિડેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. આ ઓક્સિડેશનનું પરિણામ એ છે કે એલ્ડિહાઇડ જૂથનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથમાં રૂપાંતર થાય છે જે એસાઇલ ફોસ્ફેટ બંધની રચના કરે છે. સંયોગથી ગ્લાયકોલિટિક માર્ગમાં આ એકમાત્ર પગલું છે જેમાં NAD + ને NADH માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. 1, 3 બી. પી. જી. ની રચના પ્રતિક્રિયામાં ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ-3-ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ નામના ઉત્સેચકની હાજરી જરૂરી છે. 1, 3 બી. પી. જી. નું ઉચ્ચ-ઊર્જા એસાઇલ ફોસ્ફેટ બંધ શ્વસનમાં મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે એ. ટી. પી. ની રચનામાં મદદ કરે છે. નીચેની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન બનાવેલ ATP નો અણુ એ શ્વસન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો પ્રથમ અણુ છે. પ્રતિક્રિયા નીચે પ્રમાણે થાય છે; 1,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસરેટ + ADP 3-ફોસ્ફોગ્લિસરેટ + ATP કાર્બોક્સિલ જૂથમાંથી અકાર્બનિક ફોસ્ફેટનું 1,3BPG પર ADPમાં ATP રચવા માટે ટ્રાન્સફર નીચા ΔGને કારણે ઉલટાવી શકાય તેવું છે. આ એક એસાઇલ ફોસ્ફેટ બંધના વિખેરાઈ જવાના પરિણામે થાય છે જ્યારે બીજો બંધ બને છે. આ પ્રતિક્રિયા કુદરતી રીતે સ્વયંસ્ફુરિત નથી અને ઉત્પ્રેરકની હાજરીની જરૂર છે. આ ભૂમિકા એન્ઝાઇમ ફોસ્ફોગ્લિસરેટ કિનેઝ દ્વારા કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ફોસ્ફોગ્લિસરેટ કિનેઝ હેક્સોકિનાઝ નામના અન્ય મેટાબોલિક એન્ઝાઇમની જેમ સબસ્ટ્રેટ પ્રેરિત રચનાત્મક પરિવર્તનમાંથી પસાર થાય છે. કારણ કે ગ્લાયસરાલ્ડેહાઇડ-3-ફોસ્ફેટના બે અણુ ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન ગ્લુકોઝના એક અણુમાંથી રચાય છે, 1,3 બી. પી. જી. એ સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલા એ. ટી. પી. ના દસમાંથી બે અણુઓ માટે જવાબદાર હોવાનું કહી શકાય. ગ્લાયકોલિસિસ પ્રતિબદ્ધ અને અપરિવર્તનીય પગલા તરીકે તેના પ્રારંભિક તબક્કામાં એટીપીના બે અણુઓનો પણ ઉપયોગ કરે છે. આ કારણોસર ગ્લાયકોલિસિસ ઉલટાવી શકાય તેવું નથી અને તેમાં ATPના 2 અણુઓ અને NADHના બે અણુઓનું ચોખ્ખું ઉત્પાદન થાય છે. એન. એ. ડી. એચ. ના બે અણુઓ પોતે જ એ. ટી. પી. ના લગભગ 3 અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે. કેલ્વિન ચક્રમાં 1,3-બી. પી. જી. ની ભૂમિકા કેલ્વિન ચક્રમાં ગ્લાયકોલિટિક માર્ગમાં તેની ભૂમિકા જેવી જ છે. આ કારણોસર બંને પ્રતિક્રિયાઓ સમાન હોવાનું કહેવાય છે. જો કે પ્રતિક્રિયા માર્ગ અસરકારક રીતે ઉલટાવી દેવામાં આવે છે. બે પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચેનો એકમાત્ર અન્ય મોટો તફાવત એ છે કે એનએડીપીએચનો ઉપયોગ કેલ્વિન ચક્રમાં ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે થાય છે જ્યારે એન. એ. ડી. + નો ઉપયોગ ગ્લાયકોલિસિસમાં ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા ચક્રમાં 1,3 બી. પી. જી. 3-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાંથી ઉદ્દભવે છે અને ચોક્કસ ઉત્સેચકોની ક્રિયા દ્વારા ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ 3-ફોસ્ફેટમાં બનાવવામાં આવે છે. ગ્લાયકોલિક માર્ગની સમાન પ્રતિક્રિયાઓથી વિપરીત, કેલ્વિન ચક્રમાં 1,3 બી. પી. જી. એ. ટી. પી. ઉત્પન્ન કરતું નથી પરંતુ તેના બદલે તેનો ઉપયોગ કરે છે. આ કારણોસર તેને ચક્રમાં અપરિવર્તનીય અને પ્રતિબદ્ધ પગલું ગણી શકાય. ચક્રના આ વિભાગનું પરિણામ એ છે કે અકાર્બનિક ફોસ્ફેટને 1,3 બી. પી. જી. માંથી હાઇડ્રોજન આયન તરીકે દૂર કરવામાં આવે છે અને + સંયોજનમાં બે ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરવામાં આવે છે. ગ્લાયકોલિટિક માર્ગ પ્રતિક્રિયાના સંપૂર્ણ વિપરીતમાં, એન્ઝાઇમ ફોસ્ફોગ્લિસરેટ કિનેઝ તેના બદલે એલ્ડિહાઇડ બનાવવા માટે 1,3 બી. પી. જી. ના કાર્બોક્સિલ જૂથના ઘટાડાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ પરમાણુ પણ મુક્ત કરે છે જેનો ઉપયોગ પછીથી એન. એ. ડી. પી. એચ. ના એન. એ. ડી. પી. + માં રૂપાંતરથી ઇલેક્ટ્રોનના દાન માટે ઊર્જા તરીકે થાય છે. પ્રતિક્રિયાના આ પછીના તબક્કાની દેખરેખ એ એન્ઝાઇમ ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ-ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ છે. ઓક્સિજન ટ્રાન્સફરમાં મનુષ્યોમાં સામાન્ય ચયાપચય દરમિયાન ઉત્પાદિત 1,3 બી. પી. જી. માંથી આશરે 20 ટકા ગ્લાયકોલિટિક માર્ગમાં આગળ વધતું નથી. તેના બદલે તેને લાલ રક્તકણોમાં ATPના ઘટાડાને સમાવતા વૈકલ્પિક માર્ગ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. આ વૈકલ્પિક માર્ગ દરમિયાન તેને 2,3-બિસ્ફોસ્ફોગ્લિસરિક એસિડ (2,3 બી. પી. જી.) નામના સમાન અણુમાં બનાવવામાં આવે છે. 2, 3 બી. પી. જી. નો ઉપયોગ હિમોગ્લોબિનમાંથી ઓક્સિજનના કાર્યક્ષમ પ્રકાશનની દેખરેખ માટે એક પદ્ધતિ તરીકે થાય છે. જ્યારે ઓક્સિજનનું સ્તર ઓછું હોય ત્યારે દર્દીના લોહીમાં આ 1,3 બી. પી. જી. નું સ્તર વધશે કારણ કે આ અનુકૂલનની પદ્ધતિઓમાંની એક છે. નીચા ઓક્સિજનનું સ્તર 1,3 બી. પી. જી. ના સ્તરમાં વધારો કરે છે જે બદલામાં 2,3 બી. પી. જી. નું સ્તર વધારે છે જે હિમોગ્લોબિનમાંથી ઓક્સિજનના વિયોજનની કાર્યક્ષમતામાં ફેરફાર કરે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ગ્લાયકોલિસિસ અને ફર્મેન્ટેશન મેડિકલ ડિક્શનરીમાં 1,3 બી. પી. જી. સંદર્ભમાં 1,3 બી. પી. જી. 1,3 બી. પી. જી. એન્ઝાઇમ મિકેનિઝમ્સ 1,3 બી. પી. જી. પ્રકાશસંશ્લેષણમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ બાયોમોલેક્યુલ્સ સેલ્યુલર શ્વસન ઓર્ગેનોફોસ્ફેટ્સ ગ્લાયકોલિસિસ