2, 3-дифосфоглицерат (2, 3 DPG) представляет собой соединение, полученное из промежуточного продукта гликолиза; он концентрируется, в частности, на уровне эритроцитов, поскольку эритроциты, лишенные митохондрий, используют анаэробный метаболизм лактата (гомолактическая ферментация глюкозы) для получения энергии.
Гемоглобин представляет собой тетрамерный белок, который состоит из четырех субъединиц, двух альфа и двух бета, каждая из которых состоит из белковой части (глобина) и EME (протезной группы, которая связывает кислород). 2, 3-дифосфоглицерат присоединяется к бета-цепям, уплотняя их и уменьшая сродство гемоглобина к кислороду.
Связывание 2, 3 DPG с гемоглобином происходит, когда он находится в дезоксигенированной форме, в то время как он растворяется в легких в результате связывания гемоглобина с кислородом. Фактически, когда гемоглобин достигает тканей, β-цепи первыми отдают кислород, и эта потеря приводит к смещению мономеров из центра. Когда внутренняя гидрофильная полость открывается, DPG входит и связывается с тетрамером, образуя гетерополярные связи между его отрицательно заряженными группами и остатками лизина и гистидина бета-цепей, положительно заряженными. Стабилизированная таким образом структура может также высвобождать кислород из двух α-цепей. Однако в легких происходит обратный процесс; при высоком давлении кислорода α-цепи первыми связывают его, а DPG «сдавливается» и выталкивается из тетрамера, обеспечивая более легкую β-связь кислород-цепь.
2, 3-бисфосфоглицерат не может связываться с гемоглобином плода, так как эта молекула лишена B-цепей, с которыми 2, 3 DPG тянет свою связь. Это объясняет большее сродство к кислороду гемоглобина плода по сравнению с материнским гемоглобином, характеристика, которая позволяет крови плода извлекать кислород из материнской крови.
