Guanosiintrifosfaat

Guanosiintrifosfaat Nukleosiidtrifosfaadina on adenosiintrifosfaat organismis oluline energialadu. See annab energiat peamiselt anaboolsete protsesside ajal. See aktiveerib ka paljusid biomolekule.

Mis on guanosiintrifosfaat?

Guanosiintrifosfaat (GTP) tähistab nukleosiidtrifosfaati, mis koosneb nukleotiidide aluselisest guaniinist, suhkru riboosist ja kolmest fosfaadijäägist, mis on üksteisega seotud anhüdriidsidemetega.

Sel juhul seotakse guaniin glükosiidselt riboosiga ja riboos seotakse omakorda esterdamise teel kolmekordse fosfaatjäägiga. Kolmanda fosfaatrühma anhüdriidside teise fosfaatrühmaga on väga energiline. Kui see fosfaatrühm jaotatakse, annab GTP palju energiat teatud reaktsioonide ja signaali ülekannete jaoks, nagu analoogse ühendi adenosiintrifosfaadi (ATP) korral.GTP moodustatakse kas SKP-st (guanosiindifosfaat) pärineva lihtsa fosforüülimise või guanosiini kolmekordsel fosforüülimisel.

Fosfaatrühmad pärinevad nii ATP-st kui ka ülekandereaktsioonidest sidrunhappe tsükli jooksul. Tooraine guanosiin on nukleosiid, mis on valmistatud guaniinist ja riboosist. GTP muundatakse GMP-ks (guanosiinmonofosfaadiks), vabastades kaks fosfaatrühma. Nukleotiidina esindab see ühend ribonukleiinhappe ehitusplokki. Kui kehast eraldatakse, on GTP värvitu tahke aine. Kehas täidab see paljusid funktsioone energia edastaja ja fosfaadi tarnijana.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Lisaks üldtuntud ATP-le vastutab GTP ka paljude energiat ülekandvate reaktsioonide eest. Paljud rakulised metaboolsed reaktsioonid võivad toimuda ainult guanosiintrifosfaadi kaudu toimuva energiaülekande abil.

Nagu ATP puhul, on ka kolmanda fosfaatjäägi seondumine teise fosfaadijäägiga väga kõrge energiasisaldusega ja võrreldav selle energiasisaldusega. Kuid GTP katalüüsib erinevaid metaboolseid teid kui ATP. GTP saab oma energia sidrunhappe tsükli süsivesikute ja rasvade lagunemisel. Samuti on võimalik energia ülekandmine ATP-st SKT-sse koos fosfaatrühma üleviimisega. See loob ADP ja GTP. Guanosiintrifosfaat aktiveerib paljusid ühendeid ja metaboolseid teid. Seega vastutab G-valkude aktiveerimise eest. G-valgud on valgud, mis võivad GTP-d siduda.

See võimaldab neil signaale G-valguga seotud retseptorite kaudu edastada. Need on signaalid vererõhu lõhna, nägemise või reguleerimise kohta. GTP stimuleerib rakusisese signaali ülekannet, aidates kaasa oluliste signaali ainete ülekandmisele või stimuleerides G-molekule energiaülekandega, käivitades signaali kaskaadi. Lisaks ei saa valkude biosüntees toimuda ilma GTP-ta. Polüpeptiidahela ahela pikendamine toimub energia neeldumisega, mis saadakse GTP muundamisel SKP-ks. Paljude ainete, sealhulgas membraanivalkude transporti membraanidesse reguleerib suuresti ka GTP.

GTP regenereerib ka ADP ATP-ks fosfaatjäägi ülekandmisega. See aktiveerib ka suhkruid mannoosi ja fukoosi, moodustades seeläbi ADP-mannoosi ja ADP-fukoosi. GTP teine ​​oluline funktsioon on osalemine RNA ja DNA ehitamisel. GTP on oluline ka ainete transportimisel tuuma ja tsütoplasma vahel. Samuti tuleb mainida, et GTP on lähtematerjal tsüklilise GMP (cGMP) moodustamiseks.

Ühend cGMP on signaalmolekul ja vastutab muu hulgas visuaalse signaali ülekande eest. See kontrollib ioonide transporti neerudes ja sooltes. See saadab signaali veresoonte ja bronhide laienemiseks. Lõppude lõpuks arvatakse, et see osaleb ajutegevuse arendamisel.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Guanosiintrifosfaati leidub organismi kõigis rakkudes. See on hädavajalik nukleiinhapete ehitamiseks energiavaru, fosfaatrühma kandjana ja ehitusplokina. Ainevahetuse osana valmistatakse see guanosiinist, guanosiinmonofosfaadist (GMP) või guanosiindifosfaadist (GDP). GMP on ribonukleiinhappe nukleotiid. Sellest saab ka abi. Siiski on võimalik ka uus süntees organismis.

Täiendavate fosfaatrühmade sidumine riboosil esterdatud fosfaadirühmaga on võimalik ainult energiakulu abil. Kolmanda fosfaatrühma anhüdriidsideme teisega tähistab eriti suurt energiakulu, kuna kogunevad kogu molekulis jaotuvad elektrostaatilised tõrjuvad jõud. Molekulis tekivad pinged, mis kokkupuutel vastava sihtmolekuliga viiakse viimasesse, vabastades fosfaatrühma. Sihtmolekulis toimuvad konformatsioonimuutused, mis käivitavad vastavad reaktsioonid või signaalid.

Haigused ja häired

Kui signaali edastamine rakus ei toimu, võib see põhjustada mitmesuguseid haigusi. Seoses GTP funktsiooniga on G-valkudel signaali transportimisel suur tähtsus.

G-valgud tähistavad heterogeenset valkude rühma, mis suudavad signaale edastada GTP-ga seondumisel. Vallandub signaalikaskaad, mis vastutab ka selle eest, et neurotransmitterid ja hormoonid muutuvad efektiivseks, ühendades doktriinid G-valguga seotud retseptoritele. G-valkude või nendega seotud retseptorite mutatsioonid häirivad sageli signaali edastamist ja on teatud haiguste põhjustajaks. Näiteks kiuline düsplaasia või Albrighti luude düstroofia (pseudohypoparatüreoidism) vallandub G-valgu mutatsiooni tagajärjel. See haigus on paratüreoidhormooni suhtes vastupidav.

See tähendab, et keha ei reageeri sellele hormoonile. Paratüreoidhormoon vastutab kaltsiumi metabolismi ja luude moodustumise eest. Luustruktuuri häire põhjustab luustiku lihaste müksoome või südame, pankrease, maksa ja kilpnäärme talitlushäireid. Teisest küljest on akromegaalia korral resistentsus kasvuhormoone vabastava hormooni suhtes, nii et kasvuhormoon vabaneb kontrollimata viisil ja põhjustab seega jäsemete ja siseorganite suurenenud kasvu.