Gvanozin trifosfat

Gvanozin trifosfat Adenozin trifosfat je kot nukleozid trifosfat pomembna zaloga energije v organizmu. Energijo daje predvsem med anaboličnimi procesi. Aktivira tudi številne biomolekule.

Kaj je gvanozin trifosfat?

Gvanozin trifosfat (GTP) predstavlja nukleozid trifosfat, ki je sestavljen iz nukleotidne baze gvanin, sladkorne riboze in treh fosfatnih ostankov, povezanih z anhidridnimi vezmi.

V tem primeru se gvanin glikozidno veže na ribozo, riboza pa se z esterifikacijo veže na trojni fosfatni ostanek. Anhidridna vez tretje fosfatne skupine na drugo fosfatno skupino je zelo energična. Ko se ta fosfatna skupina odcepi, GTP zagotavlja veliko energije za določene reakcije in transdukcije signala, kot pri analogni spojini adenozin trifosfat (ATP).GTP nastane s preprosto fosforilacijo iz BDP (gvanozin-difosfat) ali s trojno fosforilacijo gvanozina.

Fosfatne skupine prihajajo iz ATP in reakcij prenosa znotraj cikla citronske kisline. Surovina gvanozin je nukleozid, izdelan iz gvanina in riboze. GTP se pretvori v GMP (gvanozin monofosfat) s sproščanjem dveh fosfatnih skupin. Kot nukleotid ta spojina predstavlja gradnik ribonukleinske kisline. Ko je izoliran zunaj telesa, je GTP brezbarvna trdna snov. V telesu izpolnjuje številne funkcije kot prenosnik energije in dobavitelj fosfatov.

Funkcija, učinek in naloge

GTP je poleg bolj znanega ATP odgovoren tudi za številne reakcije s prenosom energije. Številne celične presnovne reakcije se lahko odvijajo samo s pomočjo prenosa energije skozi gvanozin trifosfat.

Kot pri ATP je tudi vezava tretjega fosfatnega ostanka na drugi fosfatni ostanek energijsko zelo visoka in primerljiva z njegovo vsebnostjo energije. Vendar pa GTP katalizira drugačne presnovne poti kot ATP. GTP dobiva svojo energijo iz razgradnje ogljikovih hidratov in maščob v ciklu citronske kisline. Možen je tudi prenos energije iz ATP v BDP s prenosom fosfatne skupine. To ustvarja ADP in GTP. Gvanozin trifosfat aktivira številne spojine in presnovne poti. Torej je odgovoren za aktiviranje G proteinov. G proteini so beljakovine, ki lahko vežejo GTP.

To jim omogoča, da oddajajo signale prek G-beljakovin povezanih receptorjev. To so signali za vonj, videnje ali uravnavanje krvnega tlaka. GTP spodbuja transdukcijo signala v celici s pomočjo prenosa pomembnih signalnih snovi ali s spodbujanjem molekul G s prenosom energije, ki sproži signalno kaskado. Poleg tega biosinteza beljakovin ne more potekati brez GTP. Podaljševanje verige polipeptidne verige poteka s porabo energije, ki jo dobimo s pretvorbo GTP v BDP. Prevoz številnih snovi, vključno z membranskimi beljakovinami, do membran v veliki meri ureja tudi GTP.

GTP obnavlja tudi ADP v ATP s prenosom fosfatnih ostankov. Aktivira tudi sladkorje manozo in fukozo ter tako tvori ADP-manozo in ADP-fukozo. Druga pomembna funkcija GTP je njegovo sodelovanje pri gradnji RNA in DNK. GTP je bistven tudi za transport snovi med jedrom in citoplazmo. Prav tako je treba omeniti, da je GTP izhodni material za nastanek cikličnega GMP (cGMP).

Sestavljeni cGMP je signalna molekula in je med drugim odgovoren za transdukcijo vizualnega signala. Nadzira transport iona v ledvicah in črevesju. Pošlje signal, da se krvne žile in bronhije razširijo. Konec koncev naj bi sodelovali pri razvoju možganskih funkcij.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Gvanozin trifosfat se pojavlja v vseh celicah organizma. Nepogrešljiv je kot hranilnik energije, nosilec fosfatne skupine in gradnik za gradnjo nukleinskih kislin. Kot del presnove je izdelan iz gvanozina, gvanozin monofosfata (GMP) ali gvanozin-difosfata (BDP). GMP je nukleotid ribonukleinske kisline. Od tega si je mogoče tudi povrniti. Vendar pa je možna tudi nova sinteza v organizmu.

Vezava nadaljnjih fosfatnih skupin na fosfatno skupino, ki je esterificirana na ribozi, je mogoča le s porabo energije. Anhidridna vez tretje fosfatne skupine v drugo pomeni zlasti velik porab energije, ker se nakopičijo elektrostatične odbojne sile, ki se porazdelijo po celotni molekuli. V molekuli se razvijejo napetosti, ki se ob stiku z ustrezno ciljno molekulo prenesejo na slednjo in sprostijo fosfatno skupino. V ciljni molekuli pride do konformacijskih sprememb, ki sprožijo ustrezne reakcije ali signale.

Bolezni in motnje

Če se prenos signala v celici ne odvija pravilno, lahko pride do različnih bolezni. V povezavi s funkcijo GTP so G proteini velikega pomena za transport signala.

G proteini predstavljajo heterogeno skupino proteinov, ki lahko oddajajo signale z vezavo na GTP. Sproži se signalna kaskada, ki je odgovorna tudi za dejstvo, da nevrotransmiterji in hormoni postanejo učinkoviti s povezovanjem na receptorje, povezane z G-proteini. Mutacije v G proteinih ali z njimi povezanih receptorjih pogosto motijo ​​prenos signala in so vzrok za nekatere bolezni. Mutacija proteina G sproži sprožitev na primer vlaknaste displazije ali Albrighove distrofije kosti (psevdohipoparatiroidizem). Ta bolezen je odporna na paratiroidni hormon.

Se pravi, da se telo ne odziva na ta hormon. Paratiroidni hormon je odgovoren za presnovo kalcija in tvorbo kosti. Motnja strukture kosti vodi v mikome skeletnih mišic ali disfunkcijo srca, trebušne slinavke, jeter in ščitnice. Po drugi strani je v akromegaliji odpornost na rastni hormon, ki sprošča hormon, tako da se rastni hormon sprošča nenadzorovano in tako povzroči povečano rast okončin in notranjih organov.