Het 2, 3-difosfoglyceraat (2, 3 DPG) is een verbinding afgeleid van een tussenproduct van glycolyse; het concentreert zich in het bijzonder op het erythrocyteniveau, omdat de rode bloedcellen - die geen mitochondria hebben - het anaerobe lactaatmetabolisme (homolactische fermentatie van glucose) gebruiken om energie te verkrijgen.
Hemoglobine is een tetrameer eiwit, dat is gevormd door vier subeenheden, twee alfa en twee bèta, elk samengesteld uit een eiwitgedeelte (globine) en een EME (prothetische groep die zuurstof bindt). 2, 3-difosfoglyceraat hecht aan Beta-ketens door ze te verdichten en de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof te verminderen.
De binding van 2, 3 DPG aan hemoglobine vindt plaats wanneer het in de gedeoxygeneerde vorm is, terwijl het in de long wordt opgelost uit de binding van hemoglobine aan zuurstof. In feite, wanneer het hemoglobine de weefsels bereikt, zijn de ß-ketens de eersten die de zuurstof opgeven en dit verlies omvat een verplaatsing van de monomeren uit het centrum. Naarmate de inwendige hydrofiele holte zich opent, treedt de DPG binnen en bindt deze aan het tetrameer dat heteropolaire bindingen vormt tussen de negatief geladen groepen daarvan en de lysine- en histidine-residuen van de bètaketens, positief geladen. De aldus gestabiliseerde structuur kan ook de zuurstof van de twee a-ketens vrijmaken. In de longen vindt echter het omgekeerde proces plaats; bij hoge zuurstofdruk binden de α-ketens zich als eerste en wordt de DPG "geperst" en uit het tetrameer verdreven, waardoor een gemakkelijkere zuurstof-keten ß-binding mogelijk is.
Het 2, 3-bisfosfoglyceraat kan niet binden aan foetaal hemoglobine, omdat dit molecuul verstoken is van de B-ketens waarmee de 2, 3-DPG zijn verband trekt. Dit verklaart de grotere affiniteit voor de zuurstof van het foetale hemoglobine in vergelijking met het maternale hemoglobine, een eigenschap die het foetale bloed in staat stelt zuurstof uit het maternale bloed te extraheren.
