Glucose-1,6-bisphosphat

Glucose-1,6-bisphosphat ist ein Diester aus Glucose und zwei Molekülen Phosphorsäure. Es ist ein Zwischenprodukt im Kohlenhydratstoffwechsel. Physiologisch spielt nur das D-Isomer eine Rolle.

Strukturformel
α-Anomer von D-Glucose-1,6-bisphosphat (Pyranoseform)
Allgemeines
Name	Glucose-1,6-bisphosphat
Andere Namen	G16bP Glucose-1,6-diphosphat (veraltet)
Summenformel	C6H14O12P2
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 305-58-8 PubChem 82400 ChemSpider 8580400 DrugBank DB02835 Wikidata Q4122197
Eigenschaften
Molare Masse	340.12 g·mol−1
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Vorkommen

D-Glucose-1,6-bisphosphat wurde insbesondere in den Erythrozyten, Gehirn und Skelettmuskeln nachgewiesen. Entdeckt wurde es aber erstmals 1948 in Hefeextrakt.

Bedeutung

Für Glucose-1,6-bisphosphat sind verschiedene Funktionen bekannt und in der Literatur beschrieben:

• Unter experimentellen Bedingungen wurde in Erythrozyten eine inhibierende Wirkung auf die Hexokinase beobachtet. Das Enzym katalysiert die Eingangsreaktion in der Glykolyse. Darüber hinaus wurde eine inhibierende Wirkung auf Fructose-1,6-bisphosphatase und die 6-Phosphogluconat-Dehydrogenase nachgewiesen.

• G16bP kann die Phosphofructokinase 1 und Pyruvatkinase aktivieren.

• Es fungiert als Cofaktor für das Enzym Phosphoglucomutase (vgl. unten). Eine ähnliche Reaktion tritt auch bei der Phosphopentomutase (EC 5.4.2.7) auf, was zur Bildung von Ribose-5-phosphat / Ribose-1-phosphat führt.

Reaktionen

Umlagerung von α-D-Glucose-1-phosphat (G1P) zu α-D-Glucose-6-phoshpat (G6P), katalysiert von der Phosphoglucomutase (PGM). Bei dieser Reaktion wird eine Phosphatgruppe auf das enzymgebundene α-D-Glucose-1,6-bisphosphat (G16bP) übertragen.

Glucose-1,6-bisphosphat ist das essentielle Intermediat bei der wechselseitigen Umlagerung von α-D-Glucose-1-phosphat zu α-D-Glucose-6-phosphat. Die Reaktionen sind Teil des Glykogen- und Stärkeabbaus, der Glycogensynthese, des Uronsäuren-Stoffwechsels und des Galactose-Stoffwechsels.

Katalysiert wird die Umlagerung von der Phosphoglucomutase (PGM). Hierbei wird eine Phosphatgruppe des enzymgebundenen Moleküls α-D-Glucose-1,6-bisphosphat übertragen. Da bei der Reaktion ebenfalls G16bP als wieder regeneriertes Cofaktor entsteht, erscheint dieses nicht in der Bruttoreaktionsgleichung:

$\mathrm {\alpha {\text{-D-Glc-1P}}\rightleftharpoons \ \alpha {\text{-D-Glc-6P}}}$

Alternativ entsteht α-D-G16bP zusammen mit D-3-Phosphoglycerat (3PG) aus D-1,3-Bisphosphoglycerat (1,3BPG) und α-D-Glucose-1-phosphat, was die Glucose-1,6-bisphosphat-Synthase katalysiert (EC 2.7.1.106):

$\mathrm {{\text{1,3BPG}}+G1P\longrightarrow 3PG+G16bP}$

Bekannt ist auch die Darstellung von G16bP durch das Enzym Glucose-1-phosphatphosphodismutase (EC 2.7.1.41). Dieses katalysiert die Umsetzung zweier Moleküle Glucose-1-phosphat gemäß:

$\mathrm {2\ {\text{Glucose-1-phosphat}}\rightleftharpoons \ G16bP+Glucose}$

Schließlich bildet sich G16bP durch Übertragung einer Phosphatgruppe auf Glucose-1-phosphat, was mittels einer Glucose-1-phosphatkinase (EC 2.7.1.10) unter ATP-Verbrauch geschieht:

$\mathrm {{\text{Glucose-1-phosphat}}+ATP\longrightarrow \ G16bP+ADP}$

Literatur

• Carreras, J. et al. (1986): Bisphosphorylated metabolites of glycerate, glucose, and fructose: functions, metabolism and molecular pathology. In: Clin Biochem. 19(6); 348–358; PMID 3555887; doi:10.1016/S0009-9120(86)80008-X