2, 3-difosfoglycerát (2, 3 DPG) je sloučenina odvozená od meziproduktu glykolýzy; koncentruje se zejména na hladinu erytrocytů, protože červené krvinky, které nemají mitochondrie, využívají anaerobního metabolismu laktátu (homolaktická fermentace glukózy) k získání energie.
Hemoglobin je tetramerní protein, který je tvořen čtyřmi podjednotkami, dvěma alfa a dvěma beta, z nichž každá se skládá z proteinové části (globine) a EME (protetická skupina, která váže kyslík). 2, 3-difosfoglycerát se váže na Beta řetězce jejich zhutněním a snížením afinity hemoglobinu k kyslíku.
Vazba 2, 3 DPG na hemoglobin nastává, když je v deoxygenované formě, zatímco je rozpuštěna v plicích z vazby hemoglobinu na kyslík. Ve skutečnosti, když hemoglobin dosáhne tkání, p-řetězce jsou první, které se vzdají kyslíku a tato ztráta zahrnuje vytěsnění monomerů ze středu. Když se vnitřní hydrofilní dutina otevře, DPG vstupuje a váže se na tetramer tvořící heteropolarní vazby mezi jeho záporně nabitými skupinami a zbytky lysinu a histidinu beta řetězců, kladně nabité. Takto stabilizovaná struktura může také uvolňovat kyslík ze dvou a řetězců. V plicích však dochází k opačnému procesu; při vysokém tlaku kyslíku jsou řetězy α první, které ho vážou a DPG je "vytlačeno" a vyloučeno z tetrameru, což umožňuje snadnější vazbu p-řetězce kyslíku.
2, 3-bisfosfoglycerát se nemůže vázat na fetální hemoglobin, protože tato molekula postrádá řetězce B, s nimiž 2, 3 DPG čerpá vazbu. To vysvětluje větší afinitu k kyslíku fetálního hemoglobinu ve srovnání s mateřským hemoglobinem, což je vlastnost, která umožňuje fetální krvi extrahovat kyslík z mateřské krve.
