2,3 difosfoglicerato (2,3 DPG) é um composto derivado de um produto intermediário da glicólise; está particularmente concentrado ao nível dos eritrócitos, uma vez que os glóbulos vermelhos - sendo desprovidos de mitocôndrias - exploram o metabolismo anaeróbio do lactácido (fermentação homolática da glicose) para obter energia.
A hemoglobina é uma proteína tetramérica composta por quatro subunidades, duas alfa e duas beta, cada uma composta por uma porção proteica (globina) e um heme (grupo protético que liga o oxigênio). O 2,3-difosfoglicerato se liga às cadeias Beta compactando-as e reduzindo a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio.
A ligação do 2,3 DPG à hemoglobina ocorre quando ele está na forma desoxigenada, enquanto é dissolvido no pulmão pela ligação da hemoglobina com o oxigênio. Na verdade, quando a hemoglobina chega aos tecidos, as cadeias β são os primeiros a liberar o oxigênio e essa perda envolve um deslocamento dos monômeros do centro. Assim que a cavidade hidrofílica interna se abre, o DPG entra e se liga ao tetrâmero formando ligações heteropolares entre seus grupos carregados negativamente e a lisina e histidina resíduos das cadeias Beta, carregados positivamente.A estrutura estabilizada também pode liberar o oxigênio das duas cadeias α. Nos pulmões, entretanto, ocorre o processo inverso; em alta pressão de oxigênio, as cadeias α são as primeiras a ligá-lo e o DPG é "espremido" e expelido do tetrâmero, permitindo uma ligação mais fácil da cadeia de oxigênio-β.
O 2,3 bisfosfoglicerato não consegue se ligar à hemoglobina fetal, pois esta molécula é desprovida das cadeias B com as quais se liga o 2,3 DPG. Isso explica a maior afinidade da hemoglobina fetal pelo oxigênio do que a materna, característica que permite ao sangue fetal extrair oxigênio do sangue materno.
