2, 3-дифосфоглицерат (2, 3 DPG) являє собою з'єднання, отримане з проміжного продукту гліколізу; він концентрується, зокрема, на рівні еритроцитів, оскільки червоні кров'яні клітини - позбавлені мітохондрій - використовують анаеробний лактатний обмін (гомолактична ферментація глюкози) для отримання енергії.
Гемоглобін являє собою тетрамерний білок, тобто утворений чотирма субодиницями, двома альфа і двома бета, кожна з яких складається з білкової частини (глобіну) і ЕМЕ (протетична група, що зв'язує кисень). 2, 3-дифосфоглицерат приєднується до бета-ланцюгів шляхом їх ущільнення і зниження спорідненості гемоглобіну до кисню.
Зв'язування 2, 3 DPG з гемоглобіном відбувається, коли воно знаходиться в дезоксигенированной формі, при цьому вона розчиняється в легені від зв'язування гемоглобіну з киснем. Насправді, коли гемоглобін досягає тканин, β-ланцюги першими віддають кисень і ця втрата включає зміщення мономерів з центру. При відкритті внутрішньої гідрофільної порожнини ДПГ надходить і зв'язується з тетрамер, утворюючи гетерополярні зв'язки між її негативно зарядженими групами, і залишки лізину і гістидину бета-ланцюгів, які позитивно заряджаються. Така стабілізована структура може також вивільняти кисень двох α-ланцюгів. Проте в легенях відбувається зворотний процес; при високому тиску кисню α-ланцюги першими зв'язують його, і DPG "стискається" і витісняється з тетрамера, що дозволяє легше зв'язуватися з киснем-ланцюгом.
2, 3-бісфосфогліцерат не може зв'язуватися з фетальним гемоглобіном, оскільки ця молекула позбавлена B ланцюгів, з якими 2.3 DPG використовує свою зв'язок. Це пояснює більшу спорідненість до кисню фетального гемоглобіну порівняно з материнським гемоглобіном, властивістю, що дозволяє кров'ю плода витягувати кисень з материнської крові.
