3-磷酸甘油酸

3-磷酸甘油酸（或）是生物細胞中常見的分子之一，也是糖解作用與卡爾文循環過程裡的中間產物。(註：在卡爾文循環當中簡寫為PGA)

在糖解作用中，3-磷酸甘油酸是由1,3-雙磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶（Phosphoglycerate kinase）的催化中產生的。每一分子3-雙磷酸甘油酸會使一分子的ADP轉變成為的ATP，原理是接在1,3-雙磷酸甘油酸上的兩個磷酸根，其中有一個轉移到ADP之上。這個反應需要鎂離子（Mg2+）的幫助。

接下來3-磷酸甘油酸將會在磷酸甘油酸變位酶（Phosphoglycerate）的催化下生成2-磷酸甘油酸，在此反應中，原本接在3-磷酸甘油酸，即己催化，下生成2-磷酸甘油酸的碳上的磷酸根，將會轉移到變位酶上；然後原本在變位酶上的磷酸根，則會接到3-磷酸甘油酸的碳上，反應前後的變位酶整體結構沒有變化。與上一步驟相同，此反應同樣需要Mg2+

 糖酵解 

在糖酵解途径中，1,3-二磷酸甘油酸在偶联反应中去磷酸化形成 3-磷酸甘油酸，通过底物水平磷酸化产生两个ATP 。 Rye, Connie; Wise, Robert; Jurukovski, Vladimir; DeSaix, Jean; Choi, Jung; Avissar, Yael (2016). "Glycolysis" . Biology . OpenStax College.然后，3-PGA 分子上留下的单个磷酸基团从末端碳移动到中心碳，产生 2-磷酸甘油酸酯。这种磷酸基重定位由磷酸甘油酸变位酶催化，该酶也催化逆反应。 Rose, Z.B.; Dube, S. (1976). "Rates of phosphorylation and dephosphorylation of phosphoglycerate mutase and bisphosphoglycerate synthase". Journal of Biological Chemistry. 251 (16): 4817–4822. doi:10.1016/S0021-9258(17)33188-5. PMID 8447 .
1,3-二磷酸甘油酸酯3-磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸酯磷酸甘油变位酶2-磷酸甘油酸酯178x178px 129x129px File:2-phospho-D-glycerate_wpmp.png腺苷二磷酸ATP75x75px75x75px腺苷二磷酸ATP   3-磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油变位酶

 卡尔文-本森循环 
在不依赖于光的反应（也称为卡尔文-本森循环）中，合成了两个 3-磷酸甘油酸分子。 RuBP是一种 5 碳糖，在rubisco酶的催化下进行碳固定，变成不稳定的 6 碳中间体。 然后，该中间体被裂解成两个独立的 3-碳 3-PGA 分子。 Andersson, I. (2008). "Catalysis and regulation in Rubisco". Journal of Experimental Botany. 59 (7): 1555–1568. doi:10.1093/jxb/ern091. PMID 18417482 .所得 3-PGA 分子之一继续通过 Calvin-Benson 循环再生为 RuBP，而另一个则通过两个步骤还原形成一分子甘油醛 3-磷酸(G3P)：将 3-PGA磷酸化为1， 3-二磷酸甘油酸通过磷酸甘油酸激酶（与糖酵解中的反应相反）生成，随后由甘油醛 3-磷酸脱氢酶催化生成 G3P。 Moran, L. (2007). "The Calvin Cycle: Regeneration" . Sandwalk. Retrieved 11 May 2021.Pettersson, G.; Ryde-Pettersson, Ulf (1988). "A mathematical model of the Calvin photosynthesis cycle". European Journal of Biochemistry. 175 (3): 661–672. doi:10.1111/j.1432-1033.1988.tb14242.x. PMID 3137030 .Fridlyand, L.E.; Scheibe, R. (1999). "Regulation of the Calvin cycle for CO2 fixation as an example for general control mechanisms in metabolic cycles". Biosystems. 51 (2): 79–93. doi:10.1016/S0303-2647(99)00017-9. PMID 10482420 .G3P 最终反应形成糖，如葡萄糖或果糖或更复杂的淀粉。 Leegood, R.C.; Sharkey, T.D.; von Caemmerer, S., eds. (2000). Photosynthesis: Physiology and Metabolism. Advances in Photosynthesis. Vol. 9. Kluwer Academic Publishers. doi:10.1007/0-306-48137-5. ISBN 978-0-7923-6143-5.
 氨基酸合成 
3-磷酸甘油酯（由 3-磷酸甘油酸形成）也是丝氨酸的前体，丝氨酸反过来又可以通过同型半胱氨酸循环产生半胱氨酸和甘氨酸。 Igamberdiev, A.U.; Kleczkowski, L.A. (2018). "The Glycerate and Phosphorylated Pathways of Serine Synthesis in Plants: The Branches of Plant Glycolysis Linking Carbon and Nitrogen Metabolism" . Frontiers in Plant Science. 9 (318): 318. doi:10.3389/fpls.2018.00318. PMC 5861185 . PMID 29593770 .Ichihara, A.; Greenberg, D.M. (1955). "Pathway of Serine Formation from Carbohydrate in Rat Liver" . PNAS. 41 (9): 605–609. Bibcode:1955PNAS...41..605I . doi:10.1073/pnas.41.9.605. JSTOR 89140 . PMC 528146 . PMID 16589713 .Hanford, J.; Davies, D.D. (1958). "Formation of Phosphoserine from 3-Phosphoglycerate in Higher Plants". Nature. 182 (4634): 532–533. Bibcode:1958Natur.182..532H . doi:10.1038/182532a0. S2CID 4192791.
 测量 
3-磷酸甘油酸可以使用纸色谱Cowgill, R.W.; Pizer, L.I. (1956). "Purification and Some Properties of Phosphorylglyceric Acid Mutase from Rabbit Skeletal Muscle". Journal of Biological Chemistry. 223 (2): 885–895. doi:10.1016/S0021-9258(18)65087-2. PMID 13385236 .以及柱色谱和其他色谱分离方法来分离和测量。 Hofer, H.W. (1974). "Separation of glycolytic metabolites by column chromatography". Analytical Biochemistry. 61 (1): 54–61. doi:10.1016/0003-2697(74)90332-7. PMID 4278264 .它可以使用气相色谱法和液相色谱质谱法进行鉴定，并已针对使用串联质谱技术的评估进行了优化。 "3-Phosphoglyceric acid (HMDB0000807)" . Human Metabolome Database. The Metabolomics Innovation Centre. Retrieved 23 May 2021.Shibayama, J.; Yuzyuk, T.N.; Cox, J.; et al. (2015). "Metabolic Remodeling in Moderate Synchronous versus Dyssynchronous Pacing-Induced Heart Failure: Integrated Metabolomics and Proteomics Study". PLOS ONE. 10 (3): e0118974. Bibcode:2015PLoSO..1018974S . doi:10.1371/journal.pone.0118974. PMC 4366225. PMID 25790351 .Xu, J.; Zhai, Y.; Feng, L. (2019). "An optimized analytical method for cellular targeted quantification of primary metabolites in tricarboxylic acid cycle and glycolysis using gas chromatography-tandem mass spectrometry and its application in three kinds of hepatic cell lines". Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 171: 171–179. doi:10.1016/j.jpba.2019.04.022. PMID 31005043 . S2CID 125170446.
参考文献

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