Det guanosintriphosphat o Guanosintrifosfat (GTP) er et af de mange fosfatnukleotider, der er i stand til at lagre fri energi, der let kan bruges til flere biologiske funktioner.
I modsætning til andre beslægtede fosfatnukleotider, som normalt giver den nødvendige energi til at udføre en lang række processer i forskellige cellulære sammenhænge, har nogle forfattere vist, at nukleotider såsom GTP, UTP (uridintrifosfat) og CTP (cytidintrifosfat) primært giver energi i anabolske processer.
I denne forstand antyder Atkinson (1977), at GTP har funktioner, der involverer aktivering af mange anabolske processer gennem forskellige mekanismer, hvilket er blevet demonstreret i begge systemer in vitro Hvad in vivo.
Energien i deres bindinger, især mellem fosfatgrupper, bruges til at drive nogle cellulære processer, der er involveret, især i syntese. Eksempler på dette er proteinsyntese, DNA-replikation og RNA-transkription, mikrotubuli-syntese osv..
Artikelindeks
Som det er tilfældet for adeninnukleotider (ATP, ADP og AMP), har GTP tre ubestridelige elementer som sin grundlæggende struktur:
-En heterocyklisk guaninring (purin)
-Et basissukker med fem kulstof, ribose (furanring) og
-Tre tilknyttede fosfatgrupper
Den første phosphatgruppe af GTP er bundet til 5'-carbonet i ribosesukkeret, og guaninresten er bundet til dette molekyle gennem 1'-carbonet i ribofuranose-ringen.
I biokemiske termer er dette molekyle et guanosin-5'-triphosphat, bedre beskrevet som et purintrifosfat eller, med dets kemiske navn, 9-β-D-ribofuranosylguanin-5'-triphosphat..
GTP kan syntetiseres de novo i mange eukaryoter fra inosinsyre (inosin 5'-monophosphat, IMP), en af de ribonukleotider, der anvendes til syntese af puriner, som er en af de to typer nitrogenholdige baser, der udgør DNA og andre molekyler.
Denne forbindelse, inosinsyre, er et vigtigt forgreningspunkt ikke kun for syntesen af puriner, men også for syntesen af nukleotiderne phosphat ATP og GTP.
Syntesen af guanosinphosphatnukleotider (GMP, BNP og GTP: henholdsvis guanosinmono-, di- og triphosphat) begynder med den NAD + -afhængige hydroxylering af purinringen af IMP og danner den mellemliggende forbindelse xanthosinmonophosphat (XMP).
Denne reaktion katalyseres af et enzym kendt som IMP-dehydrogenase, som er allosterisk reguleret af GMP..
En amidgruppe overføres derefter til den således producerede XMP (glutamin- og ATP-afhængig reaktion) gennem virkningen af enzymet XMP-aminase, hvor der produceres et molekyle guanosinmonophosphat eller GMP..
Da de mest aktive nukleotider generelt er triphosphatnukleotider, er der enzymer, der er ansvarlige for overførslen af phosphatgrupper til GMP-molekyler, der genereres i den netop beskrevne vej..
Disse enzymer er specifikke ATP-afhængige kinaser (kinaser) kendt som guanylatkinaser og nukleosiddiphosphokinaser..
I reaktionen katalyseret af guanylatcyklas fungerer ATP som en fosfatdonor til omdannelse af GMP til BNP og ATP:
GMP + ATP → BNP + ADP
Guanindiphosphatnukleotid (BNP) anvendes efterfølgende som et substrat for en nukleosiddiphosphokinase, som også bruger ATP som en fosfatdonor til konvertering af BNP til GTP:
BNP + ATP → GTP + ADP
Der er mange cellulære metaboliske veje, der er i stand til at producere GTP, bortset fra den biosyntetiske vej de novo. Disse gør det normalt gennem overførsel af fosfatgrupper, der kommer fra forskellige kilder, mod GMP- og BNP-forløberne..
GTP har som et phosphatnukleotid analogt med ATP utallige funktioner på mobilniveau:
-Deltager i væksten af mikrotubuli, som er hule rør sammensat af et protein kendt som "tubulin", hvis polymerer har evnen til at hydrolysere GTP, hvilket er vigtigt for dets forlængelse eller vækst..
-Det er en væsentlig faktor for G-proteiner eller GTP-bindende proteiner, der fungerer som mediatorer i forskellige signaltransduktionsprocesser, der igen er relateret til cyklisk AMP og dets signalkaskader..
Disse signalprocesser resulterer i kommunikationen mellem cellen og dens omgivelser og dens indre organeller og er især vigtige for at udføre instruktionerne kodet i hormoner og andre vigtige faktorer hos pattedyr..
Et eksempel på disse signalveje af stor betydning for cellen er reguleringen af enzymet adenylatcyclase gennem dets interaktion med et G-protein.
GTP har mange funktioner, der er blevet demonstreret gennem eksperimenter in vitro i "cellefrie" systemer. Fra disse eksperimenter har det været muligt at demonstrere, at det aktivt deltager i:
-Proteinsyntese i eukaryoter (til både initiering og forlængelse af peptider)
-Stimulering af proteinglycosylering
-Syntese af ribosomalt RNA i prokaryoter og eukaryoter
-Phospholipidsyntese, især under diacylglycerolsyntese
Andre eksperimenter, men i cellulære systemer o in vivo har verificeret GTP's deltagelse i processer som:
-Sporulation og aktivering af sporer af forskellige klasser af mikroorganismer, prokaryoter og eukaryoter
-Syntese af ribosomalt RNA i eukaryoter
-Blandt andet.
Det er også blevet foreslået, at onkogen fremgang fra normale celler til kræftceller involverer tab af kontrol over cellevækst og proliferation, der involverer mange GTP-bindende proteiner og proteinkinaser med specifik GTP-afhængig aktivitet..
GTP har også stimulerende virkninger på importen af proteiner til den mitokondrielle matrix, som er direkte relateret til dens hydrolyse (mere end 90% af mitokondrieproteiner syntetiseres af ribosomer i cytosolen).
Endnu ingen kommentarer