Trifosforan guanozyny

Trifosforan guanozyny Jako trifosforan nukleozydu, trifosforan adenozyny jest ważnym magazynem energii w organizmie. Dostarcza głównie energii podczas procesów anabolicznych. Aktywuje również wiele biomolekuł.

Co to jest trifosforan guanozyny?

Trifosforan guanozyny (GTP) przedstawia trifosforan nukleozydu, który składa się z zasady nukleotydowej, guaniny, rybozy cukrowej i trzech reszt fosforanowych połączonych ze sobą wiązaniami bezwodnikowymi.

W tym przypadku guanina jest glikozydowo związana z rybozą, a ryboza z kolei jest związana z potrójną resztą fosforanową poprzez estryfikację. Wiązanie bezwodnikowe trzeciej grupy fosforanowej z drugą grupą fosforanową jest bardzo energiczne. Kiedy ta grupa fosforanowa jest odszczepiona, GTP dostarcza dużo energii do pewnych reakcji i transdukcji sygnałów, tak jak w przypadku analogicznego związku adenozynotrifosforanu (ATP).GTP powstaje w wyniku prostej fosforylacji z GDP (difosforan guanozyny) lub potrójnej fosforylacji guanozyny.

Grupy fosforanowe pochodzą zarówno z ATP, jak i reakcji przeniesienia w cyklu kwasu cytrynowego. Surowcem guanozyna jest nukleozyd wytwarzany z guaniny i rybozy. GTP przekształca się w GMP (monofosforan guanozyny) poprzez uwolnienie dwóch grup fosforanowych. Jako nukleotyd, związek ten stanowi budulec kwasu rybonukleinowego.W przypadku izolacji poza organizmem GTP jest bezbarwną substancją stałą. W organizmie spełnia wiele funkcji jako przekaźnik energii i dostawca fosforanów.

Funkcja, efekt i zadania

Oprócz bardziej znanego ATP, GTP jest również odpowiedzialny za wiele reakcji przenoszenia energii. Wiele komórkowych reakcji metabolicznych może zachodzić tylko przy pomocy transferu energii przez trifosforan guanozyny.

Podobnie jak w przypadku ATP, wiązanie trzeciej reszty fosforanowej z drugą resztą fosforanową jest bardzo energochłonne i porównywalne z zawartością energii. Jednak GTP katalizuje inne szlaki metaboliczne niż ATP. GTP czerpie energię z rozkładu węglowodanów i tłuszczów w cyklu kwasu cytrynowego. Możliwy jest również transfer energii z ATP do GDP z przeniesieniem grupy fosforanowej. To tworzy ADP i GTP. Trifosforan guanozyny aktywuje wiele związków i szlaków metabolicznych. Jest więc odpowiedzialny za aktywację białek G. Białka G to białka, które mogą wiązać GTP.

To umożliwia im przekazywanie sygnałów przez receptory związane z białkiem G. Są to sygnały do ​​wąchania, widzenia lub regulowania ciśnienia krwi. GTP stymuluje przekazywanie sygnału w komórce, pomagając w przenoszeniu ważnych substancji sygnałowych lub stymulując cząsteczki G transferem energii inicjującym kaskadę sygnału. Ponadto biosynteza białek nie może odbywać się bez GTP. Wydłużenie łańcucha polipeptydowego odbywa się przy poborze energii, która jest uzyskiwana z konwersji GTP do GDP. Transport wielu substancji, w tym białek błonowych, do membran jest również w dużym stopniu regulowany przez GTP.

GTP również regeneruje ADP do ATP z przeniesieniem reszty fosforanowej. Aktywuje również cukry, mannozę i fukozy, tworząc w ten sposób ADP-mannozę i ADP-fukozy. Inną ważną funkcją GTP jest udział w budowie RNA i DNA. GTP jest również niezbędny do transportu substancji między jądrem a cytoplazmą. Należy również wspomnieć, że GTP jest materiałem wyjściowym do tworzenia cyklicznego GMP (cGMP).

Związek cGMP jest cząsteczką sygnałową i odpowiada między innymi za wizualne przewodzenie sygnału. Kontroluje transport jonów w nerkach i jelitach. Wysyła sygnał do rozszerzenia naczyń krwionośnych i oskrzeli. W końcu uważa się, że bierze udział w rozwoju funkcji mózgu.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Trifosforan guanozyny występuje we wszystkich komórkach organizmu. Jest niezbędny jako magazyn energii, nośnik grup fosforanowych oraz budulec do budowy kwasów nukleinowych. W ramach metabolizmu jest wytwarzany z guanozyny, monofosforanu guanozyny (GMP) lub difosforanu guanozyny (GDP). GMP jest nukleotydem kwasu rybonukleinowego. Można go również odzyskać z tego. Jednak możliwa jest również nowa synteza w organizmie.

Wiązanie dalszych grup fosforanowych z grupą fosforanową zestryfikowaną na rybozy jest możliwe tylko przy zużyciu energii. Wiązanie bezwodnikowe trzeciej grupy fosforanowej z drugą w szczególności oznacza duży wydatek energii, ponieważ powstają elektrostatyczne siły odpychające, które są rozłożone na całą cząsteczkę. W cząsteczce powstają napięcia, które po zetknięciu z odpowiednią cząsteczką docelową są przenoszone na tę drugą, uwalniając grupę fosforanową. W cząsteczce docelowej zachodzą zmiany konformacyjne, które wyzwalają odpowiednie reakcje lub sygnały.

Choroby i zaburzenia

Jeśli transmisja sygnału nie przebiega prawidłowo w komórce, może to skutkować różnymi chorobami. W związku z funkcją GTP, białka G mają duże znaczenie dla transportu sygnału.

Białka G reprezentują heterogenną grupę białek, które mogą przekazywać sygnały poprzez wiązanie się z GTP. Uruchamia się kaskada sygnałów, która jest również odpowiedzialna za fakt, że neuroprzekaźniki i hormony stają się skuteczne poprzez dokowanie do receptorów związanych z białkiem G. Mutacje białek G lub związanych z nimi receptorów często zakłócają transmisję sygnału i są przyczyną niektórych chorób. Na przykład dysplazja włóknista lub dystrofia kostna Albrigha (rzekoma niedoczynność przytarczyc) jest wyzwalana przez mutację białka G. Ta choroba jest odporna na parathormon.

Oznacza to, że organizm nie reaguje na ten hormon. Parathormon jest odpowiedzialny za metabolizm wapnia i tworzenie kości. Zaburzenie struktury kości prowadzi do śluzaków mięśni szkieletowych lub dysfunkcji serca, trzustki, wątroby i tarczycy. Z kolei w akromegalii występuje oporność na hormon uwalniający hormon wzrostu, przez co hormon wzrostu uwalnia się w sposób niekontrolowany, a tym samym powoduje wzmożony wzrost kończyn i narządów wewnętrznych.