(2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸 | 1981-49-3

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 有机磷酸及其衍生物
• 中文名称: (2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸
• 英文名称: glyceric acid 1,3-biphosphate
• 英文别名: 1,3-bisphosphoglyceric acid；1,3-bisphosphoglycerate；1,3-diphosphoglycerate；1,3-Diphosphoglycerinsaeure；3-Phosphoglyceroyl-phosphat；phosphono 2-hydroxy-3-phosphonooxypropanoate
• CAS: 1981-49-3
• 化学式: C₃H₈O₁₀P₂
• 分子量: 266.038
• InChiKey: LJQLQCAXBUHEAZ-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 沸点：
  638.7±65.0 °C(Predicted)
• 密度：
  2.143±0.06 g/cm3(Predicted)

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -3.9
• 重原子数：
  15
• 可旋转键数：
  6
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.67
• 拓扑面积：
  171
• 氢给体数：
  5
• 氢受体数：
  10

制备方法与用途

1,3-二磷酸甘油酸是一种三碳有机化合物，同时也是羧酸和磷酸的酸酐[1]。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  (2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸 在 羟胺 作用下， 反应 2.0h， 生成 3-phosphoglyceryl hydroxamic acid
  参考文献：
  名称：

  Valinophos 揭示了自然界广泛保守的微生物磷酸盐生物合成新途径

  摘要：

  膦酸盐天然产物是细胞代谢的有效抑制剂，在医学和生物技术领域具有良好的商业化记录。尽管基因组挖掘已成为发现新膦酸盐的加速方法，但仍需要一个强大的代谢框架来确定最有可能产生具有所需活性的化合物的途径。在这里，我们通过报道缬氨磷的完整生物合成途径来扩展我们对这些天然产物的理解，缬氨磷是一种含有不寻常的 ( R )-2,3-二羟丙基膦酸酯 (DHPPA) 支架的膦肽天然产物。该途径是由以前未知的膦酸天然产物的几种酶促转化和中间体定义的。专用脱氢酶充当新的磷酸烯醇丙酮酸变位酶偶联酶。值得注意的是，它将膦酰基丙酮酸还原为膦酸乳酸，定义了膦酸生物合成的一个新的早期分支点。功能上相互关联的激酶和还原酶催化反应，让人想起糖酵解和精氨酸生物合成，产生短暂但必需的膦酸乳醛中间体。我们证明了L-缬氨酸在 DHPPA 上的酯化是 ATP-Grasp 连接酶的新生化活性。出乎意料的是，第二个氨基酸连接酶随后在缬氨酰部分连接了额外的氨基酸，产生了一套

  DOI：

  10.1021/jacs.2c02854
• 作为产物：
  描述：

  DL-甘油醛-3-磷酸 在 Mycobacterium tuberculosis glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase, N-terminal His₆-tagged 、 β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 作用下， 以 aq. buffer 为溶剂， 生成 (2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸
  参考文献：
  名称：

  来自结核分枝杆菌的甘油醛 3-磷酸脱氢酶的动力学和机械特性。

  摘要：

  3-磷酸​​甘油醛脱氢酶 (GAPDH) 是一种糖酵解蛋白，负责将 3-磷酸甘油醛 (G3P)、无机磷酸盐和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD(+)) 转化为 1,3-双磷酸甘油酸 (1,3-BPG)和还原形式的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH)。在这里，我们报告了来自结核分枝杆菌 (Mtb) 的 GAPDH 的表征。该酶表现出一种动力学机制，其中先是 NAD(+)，然后是 G3P 与活性位点结合，导致形成共价结合的硫代半缩醛中间体。在硫代半缩醛氧化和随后的核苷酸交换（NADH 关闭，NAD(+) 打开）之后，无机磷酸盐的结合和磷酸解产生产物 1,3-BPG。诱变和碘乙酰胺 (IAM) 失活研究表明，保守的 C158 负责亲核催化，而保守的 H185 充当催化碱基。初级、溶剂和多种动力学同位素效应表明，前半反应是限速反应，并利用逐步机制进行硫代半缩醛氧化，通过瞬态醇盐促进氢化物转移和硫酯形成。

  DOI：

  10.1016/j.abb.2013.10.007
• 作为试剂：
  描述：

  adenosine diphosphate ribose 在 (2-羟基-3-膦酰氧基-丙酰)氧基膦酸 、 human 3-phosphoglycerate kinase 、 1,4-二巯基-2,3-丁二醇 作用下， 生成 ATP
  参考文献：
  名称：

  Nucleotide promiscuity of 3-phosphoglycerate kinase is in focus: implications for the design of better anti-HIV analogues

  摘要：

  3-磷酸甘油酸激酶（PGK）对其核苷酸底物的广泛特异性是一种特性，使得这种酶能够有效地磷酸化（即激活）基于核苷酸的抗HIV前药。在此，通过酶动力学分析和结构建模（对接）研究，与其它激酶（即丙酮酸激酶（PK）和肌酸激酶（CK））相比，对核苷酸-PGK相互作用的结构基础进行了表征。结果提供了证据，表明对于PGK来说，含有嘌呤与嘧啶的核苷酸更受青睐，而不是对于PK或CK。这是由于PGK在形成核苷酸环疏水接触方面的特殊能力，确保了连接的磷酸链在催化中的适当定位。至于核苷酸的D-/L-构型，L型（嘌呤和嘧啶）被PGK很好地接受，而不是由PK或CK接受。在这里，与PK或CK相比，嘧啶L型的疏水相互作用的支配性再次得到强调。此外，对于L型，PGK没有核糖OH基团的存在对嘌呤比对含有嘧啶的化合物更被接受。另一方面，从PGK的各种核苷酸位点突变体的当前动力学研究中推断出，无论是在嘌呤还是嘧啶的L型化合物中，磷酸链的定位对于PGK来说都是一个更为重要的术语。这些激酶-核苷酸相互作用的特性为设计新药物提供了指导。

  DOI：

  10.1039/c1mb05051f

文献信息

• carba Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate: Robust Cofactor for Redox Biocatalysis
  作者：Ioannis Zachos、Manuel Döring、Georg Tafertshofer、Robert C. Simon、Volker Sieber

  DOI：10.1002/anie.202017027

  日期：2021.6.21

  Here we report a new robust nicotinamide dinucleotide phosphate cofactor analog (carba-NADP+) and its acceptance by many enzymes in the class of oxidoreductases. Replacing one ribose oxygen with a methylene group of the natural NADP+ was found to enhance stability dramatically. Decomposition experiments at moderate and high temperatures with the cofactors showed a drastic increase in half-life time

  在这里，我们报告了一种新的强大的烟酰胺二核苷酸磷酸辅因子类似物（carba-NADP +）及其被氧化还原酶类中的许多酶所接受。研究发现，用天然 NADP +的亚甲基取代一个核糖氧可显着增强稳定性。使用辅因子在中温和高温下进行的分解实验表明，高温下的半衰期急剧增加，因为它显着不利于吡啶鎓-N-糖苷键的水解。总体而言，成功测试了超过 27 种不同的氧化还原酶，并给出了全面的分析表征和比较。辅因子 carba-NADP +开辟了恶劣条件下氧化还原生物催化领域。
• Broad specificity of human phosphoglycerate kinase for antiviral nucleoside analogs
  作者：Sarah Gallois-Montbrun、Abdesslem Faraj、Edward Seclaman、Jean-Pierre Sommadossi、Dominique Deville-Bonne、Michel Véron

  DOI：10.1016/j.bcp.2004.06.012

  日期：2004.11

  the activation of L-nucleoside analogs, a new class of anticancer and antiviral agents. J Biol Chem 2003;278:36726-32]. In the present work, we extended the enzymatic study of human PGK specificity to purine and pyrimidine nucleotide derivatives in both D- and L-configuration. Human PGK demonstrated catalytic efficiencies in the 10(4)-10(5)M(-1)s(-1) range for purine ribo-, deoxyribo- and dideoxyribonucleotide

  抗病毒治疗中使用的核苷类似物需要磷酸化为三磷酸对应物，才能在其细胞靶标上具有活性。最近报道了人磷酸甘油酸激酶（hPGK）参与胞苷L-核苷酸衍生物的磷酸化的最后步骤[Krishnan PGE，Lam W，Dutschman GE，Grill SP，Cheng YC。3-磷酸​​甘油酸激酶（一种糖酵解酶）在新型抗癌和抗病毒药物L-核苷类似物的激活中具有新作用。生物化学杂志2003； 278：36726-32]。在目前的工作中，我们将人PGK特异性的酶学研究扩展到了D-和L-构型的嘌呤和嘧啶核苷酸衍生物。人类PGK对嘌呤核糖，脱氧核糖和双脱氧核糖核苷酸衍生物的催化效率在10（4）-10（5）M（-1）s（-1）范围内，在D或L配置中。相反，它与天然嘧啶D-核苷酸（少于10（3）M（-1）s（-1））的活性差。嘧啶L对映体是有希望的针对B型肝炎的治疗类似物，其底物是其D对映体的2-25倍。人类PG
• A fluorescent probe for estimation of adenosine diphosphate and monitoring of glucose metabolism
  作者：Arun Kumar、Parteek Prasher、Palwinder Singh

  DOI：10.1039/c3ob42505c

  日期：——

  An ADP selective fluorescent probe working in aqueous medium was identified and the change in fluorescence as a function of ADP concentration was standardized. Using this probe, all the steps of glycolysis coupled with ATP/ADP inter-conversion and oxidative breakdown of pyruvate in the mitochondria were monitored and the consumption/production of ATP/ADP at each step was quantified. The quantity of ADP present in the mitochondria, taken from different body parts of a pig, was also determined. It is hypothesized that an appropriate modification of the technique may provide a diagnostic tool for monitoring biochemical pathways as well as for quick estimation of ADP in the mitochondria and other cell organelles.

  确定了一种在水介质中起作用的 ADP 选择性荧光探针，并对荧光变化与 ADP 浓度的函数关系进行了标准化。利用这种探针，可以监测线粒体中与 ATP/ADP 相互转化和丙酮酸氧化分解有关的所有糖酵解步骤，并对每个步骤中 ATP/ADP 的消耗/产生进行量化。此外，还测定了从猪身体不同部位提取的线粒体中的 ADP 含量。据推测，对该技术进行适当改良，可为监测生化途径以及快速估算线粒体和其他细胞器中的 ADP 提供诊断工具。
• Kinetic and mechanistic characterization of the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis
  作者：Brett Wolfson-Stofko、Timin Hadi、John S. Blanchard

  DOI：10.1016/j.abb.2013.10.007

  日期：2013.12

  Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a glycolytic protein responsible for the conversion of glyceraldehyde 3-phosphate (G3P), inorganic phosphate and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD(+)) to 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG) and the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). Here we report the characterization of GAPDH from Mycobacterium tuberculosis (Mtb). This enzyme

  3-磷酸​​甘油醛脱氢酶 (GAPDH) 是一种糖酵解蛋白，负责将 3-磷酸甘油醛 (G3P)、无机磷酸盐和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD(+)) 转化为 1,3-双磷酸甘油酸 (1,3-BPG)和还原形式的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH)。在这里，我们报告了来自结核分枝杆菌 (Mtb) 的 GAPDH 的表征。该酶表现出一种动力学机制，其中先是 NAD(+)，然后是 G3P 与活性位点结合，导致形成共价结合的硫代半缩醛中间体。在硫代半缩醛氧化和随后的核苷酸交换（NADH 关闭，NAD(+) 打开）之后，无机磷酸盐的结合和磷酸解产生产物 1,3-BPG。诱变和碘乙酰胺 (IAM) 失活研究表明，保守的 C158 负责亲核催化，而保守的 H185 充当催化碱基。初级、溶剂和多种动力学同位素效应表明，前半反应是限速反应，并利用逐步机制进行硫代半缩醛氧化，通过瞬态醇盐促进氢化物转移和硫酯形成。
• Valinophos Reveals a New Route in Microbial Phosphonate Biosynthesis That Is Broadly Conserved in Nature
  作者：Yeying Zhang、Li Chen、Jake A. Wilson、Jerry Cui、Hannah Roodhouse、Chase Kayrouz、Tiffany M. Pham、Kou-San Ju

  DOI：10.1021/jacs.2c02854

  日期：2022.6.8

  biochemical activity for ATP-Grasp ligase enzymes. Unexpectedly, a second amino acid ligase then adjoined additional amino acids at the valinyl moiety to produce a suite of DHPPA-dipeptides. The genes for DHPPA biosynthesis were discovered among genomes of bacteria from wide-ranging habitats, suggesting a wealth of unknown compounds that may originate from this core pathway. Our findings establish new biosynthetic

  膦酸盐天然产物是细胞代谢的有效抑制剂，在医学和生物技术领域具有良好的商业化记录。尽管基因组挖掘已成为发现新膦酸盐的加速方法，但仍需要一个强大的代谢框架来确定最有可能产生具有所需活性的化合物的途径。在这里，我们通过报道缬氨磷的完整生物合成途径来扩展我们对这些天然产物的理解，缬氨磷是一种含有不寻常的 ( R )-2,3-二羟丙基膦酸酯 (DHPPA) 支架的膦肽天然产物。该途径是由以前未知的膦酸天然产物的几种酶促转化和中间体定义的。专用脱氢酶充当新的磷酸烯醇丙酮酸变位酶偶联酶。值得注意的是，它将膦酰基丙酮酸还原为膦酸乳酸，定义了膦酸生物合成的一个新的早期分支点。功能上相互关联的激酶和还原酶催化反应，让人想起糖酵解和精氨酸生物合成，产生短暂但必需的膦酸乳醛中间体。我们证明了L-缬氨酸在 DHPPA 上的酯化是 ATP-Grasp 连接酶的新生化活性。出乎意料的是，第二个氨基酸连接酶随后在缬氨酰部分连接了额外的氨基酸，产生了一套