Plik trifosforan guanozyny o Trifosforan guanozyny (GTP) jest jednym z wielu nukleotydów fosforanowych zdolnych do magazynowania darmowej energii, która jest łatwo wykorzystywana do wielu funkcji biologicznych.
W przeciwieństwie do innych pokrewnych nukleotydów fosforanowych, które zwykle dostarczają energii niezbędnej do przeprowadzenia różnorodnych procesów w różnych kontekstach komórkowych, niektórzy autorzy wykazali, że nukleotydy, takie jak GTP, UTP (trifosforan urydyny) i CTP (trifosforan cytydyny), dostarczają energii głównie w procesy anaboliczne.
W tym sensie Atkinson (1977) sugeruje, że GTP ma funkcje, które obejmują aktywację wielu procesów anabolicznych poprzez różne mechanizmy, co wykazano w obu systemach. in vitro Co in vivo.
Energia zawarta w ich wiązaniach, zwłaszcza między grupami fosforanowymi, jest wykorzystywana do napędzania niektórych procesów komórkowych związanych zwłaszcza z syntezą. Przykładami tego są synteza białek, replikacja DNA i transkrypcja RNA, synteza mikrotubul itp..
Indeks artykułów
Podobnie jak w przypadku nukleotydów adeninowych (ATP, ADP i AMP), GTP ma trzy niepodważalne elementy jako swoją podstawową strukturę:
-Heterocykliczny pierścień guaninowy (purynowy)
-Pięciowęglowy cukier bazowy, ryboza (pierścień furanowy) i
-Dołączone trzy grupy fosforanowe
Pierwsza grupa fosforanowa GTP jest przyłączona do węgla 5 'cukru rybozy, a reszta guaniny jest przyłączona do tej cząsteczki przez węgiel 1' pierścienia rybofuranozy.
Pod względem biochemicznym ta cząsteczka jest 5'-trifosforanem guanozyny, lepiej opisanym jako trifosforan puryny lub, pod jego nazwą chemiczną, 9-β-D-rybofuranozyloguanino-5'-trifosforan..
GTP można zsyntetyzować de novo u wielu eukariotów z kwasu inozynowego (5'-monofosforan inozyny, IMP), jednego z rybonukleotydów używanych do syntezy puryn, które są jednym z dwóch rodzajów zasad azotowych, które tworzą DNA i inne cząsteczki.
Związek ten, kwas inozynowy, jest ważnym odgałęzieniem nie tylko w syntezie puryn, ale także w syntezie nukleotydów fosforanu ATP i GTP..
Synteza nukleotydów fosforanu guanozyny (GMP, GDP i GTP: odpowiednio mono-, di- i trifosforan guanozyny) rozpoczyna się zależną od NAD + hydroksylacją pierścienia purynowego IMP, tworząc związek pośredni monofosforan ksantyny (XMP).
Ta reakcja jest katalizowana przez enzym znany jako dehydrogenaza IMP, który jest regulowany allosterycznie przez GMP..
Grupa amidowa jest następnie przenoszona do tak wytworzonego XMP (reakcja zależna od glutaminy i ATP) poprzez działanie enzymu aminazy XMP, w którym wytwarzana jest cząsteczka monofosforanu guanozyny lub GMP..
Ponieważ najbardziej aktywnymi nukleotydami są na ogół nukleotydy trifosforanowe, istnieją enzymy odpowiedzialne za przenoszenie grup fosforanowych do cząsteczek GMP, które są generowane na właśnie opisanym szlaku..
Te enzymy są specyficznymi kinazami (kinazami) zależnymi od ATP, znanymi jako kinazy guanylanowe i difosfokinazy nukleozydowe..
W reakcji katalizowanej przez cyklazy guanylanowe, ATP działa jako donor fosforanu do konwersji GMP do GDP i ATP:
GMP + ATP → GDP + ADP
Nukleotyd difosforanu guaniny (GDP) jest następnie stosowany jako substrat dla difosfokinazy nukleozydowej, która również wykorzystuje ATP jako donor fosforanu do konwersji GDP na GTP:
PKB + ATP → GTP + ADP
Istnieje wiele komórkowych szlaków metabolicznych zdolnych do wytwarzania GTP innych niż szlak biosyntetyczny de novo. Zwykle robią to poprzez transfer grup fosforanowych pochodzących z różnych źródeł do prekursorów GMP i GDP..
GTP, jako nukleotyd fosforanowy analogiczny do ATP, pełni niezliczone funkcje na poziomie komórkowym:
-Uczestniczy we wzroście mikrotubul, czyli wydrążonych rurek zbudowanych z białka zwanego „tubuliną”, którego polimery mają zdolność hydrolizowania GTP, co jest niezbędne do jego wydłużania lub wzrostu..
-Jest istotnym czynnikiem dla białek G lub białek wiążących GTP, które działają jako mediatory w różnych procesach transdukcji sygnałów, które z kolei są związane z cyklicznym AMP i jego kaskadami sygnalizacyjnymi..
Te procesy sygnalizacyjne skutkują komunikacją komórki z jej otoczeniem i jej wewnętrznymi organellami między sobą i są szczególnie ważne dla wykonywania instrukcji zakodowanych w hormonach i innych ważnych czynnikach u ssaków..
Przykładem tych szlaków sygnałowych o wielkim znaczeniu dla komórki jest regulacja enzymu cyklazy adenylanowej poprzez jego interakcję z białkiem G.
GTP ma wiele funkcji, które zostały zademonstrowane w eksperymentach in vitro w systemach „bezkomórkowych”. Na podstawie tych eksperymentów można było wykazać, że aktywnie uczestniczy w:
-Synteza białek u eukariontów (zarówno dla inicjacji, jak i wydłużania peptydów)
-Stymulacja glikozylacji białek
-Synteza rybosomalnego RNA u prokariontów i eukariontów
-Synteza fosfolipidów, szczególnie podczas syntezy diacyloglicerolu
Inne eksperymenty, ale w systemach komórkowych o in vivo zweryfikowali udział GTP w procesach takich jak:
-Sporulacja i aktywacja przetrwalników różnych klas mikroorganizmów, prokariotów i eukariontów
-Synteza rybosomalnego RNA u eukariotów
-M.in.
Zaproponowano również, że postęp onkogenny od normalnych komórek do komórek rakowych obejmuje utratę kontroli nad wzrostem i proliferacją komórek, z udziałem wielu białek wiążących GTP i kinaz białkowych o specyficznej aktywności zależnej od GTP..
GTP działa również stymulująco na import białek do macierzy mitochondrialnej, co jest bezpośrednio związane z jej hydrolizą (ponad 90% białek mitochondrialnych jest syntetyzowanych przez rybosomy w cytozolu).
Jeszcze bez komentarzy