Гуанозин трифосфат

Гуанозин трифосфат Як нуклеозид трифосфат, аденозинтрифосфат є важливим запасом енергії в організмі. Він в основному забезпечує енергію під час анаболічних процесів. Він також активує багато біомолекул.

Що таке гуанозинтрифосфат?

Гуанозин трифосфат (GTP) являє собою нуклеозид трифосфат, який складається з нуклеотидної основи гуаніну, цукрової рибози та трьох фосфатних залишків, пов'язаних один з одним ангідридними зв’язками.

У цьому випадку гуанін глікозидно пов'язаний з рибозою, а рибоза в свою чергу пов'язана з потрійним фосфатним залишком шляхом етерифікації. Ангидридний зв’язок третьої фосфатної групи з другою фосфатною групою дуже енергійний. Коли ця фосфатна група розщеплюється, GTP забезпечує багато енергії для певних реакцій та перетворення сигналів, як і аналогічна сполука аденозинтрифосфату (АТФ).GTP утворюється або простим фосфорилюванням з ВВП (гуанозиндифосфат), або потрійним фосфорилюванням гуанозину.

Фосфатні групи походять як від АТФ, так і від реакцій передачі протягом циклу лимонної кислоти. Сировина гуанозин - це нуклеозид, виготовлений з гуаніну та рибози. GTP перетворюється в GMP (гуанозинмонофосфат), вивільняючи дві фосфатні групи. Як нуклеотид, ця сполука являє собою будівельний блок рибонуклеїнової кислоти.При виділенні поза організмом ГТФ - безбарвне тверде речовина. В організмі він виконує багато функцій як передавача енергії та постачальника фосфатів.

Функція, ефект та завдання

Окрім більш відомих АТФ, GTP також відповідає за багато реакцій, що передають енергію. Багато клітинних метаболічних реакцій можуть відбуватися лише за допомогою передачі енергії через гуанозин трифосфат.

Як і у випадку з АТФ, зв'язування третього фосфатного залишку з другим залишком фосфату за енергією дуже велике і порівнянне з його енергетичним вмістом. Однак GTP каталізує різні метаболічні шляхи, ніж АТФ. GTP отримує свою енергію від розпаду вуглеводів і жирів в межах циклу лимонної кислоти. Також можливий перехід енергії від АТФ до ВВП з переведенням фосфатної групи. Це створює ADP та GTP. Гуанозинтрифосфат активує багато сполук і метаболічні шляхи. Так він відповідає за активацію G білків. G білки - це білки, які можуть зв'язувати GTP.

Це дозволяє їм передавати сигнали через рецептори, пов'язані з G-білком. Це сигнали для запаху, бачення або регулювання артеріального тиску. GTP стимулює передачу сигналу всередині клітини, сприяючи передачі важливих сигнальних речовин або стимулюючи молекули G за допомогою передачі енергії, ініціюючи каскад сигналу. Крім того, біосинтез білка не може проходити без GTP. Подовження ланцюга поліпептидного ланцюга відбувається з поглинанням енергії, що отримується при перетворенні GTP у ВВП. Транспорт багатьох речовин, включаючи мембранні білки, до мембран також значною мірою регулюється GTP.

GTP також відновлює АДФ до АТФ з перенесенням фосфатного залишку. Він також активує цукри маннозу та фукозу, утворюючи тим самим АДФ-маннозу та АДФ-фукозу. Ще одна важлива функція GTP - його участь у побудові РНК та ДНК. ГТФ також необхідний для транспортування речовин між ядром і цитоплазмою. Слід також зазначити, що GTP є вихідним матеріалом для утворення циклічного GMP (cGMP).

Складений cGMP є сигнальною молекулою і відповідає, серед іншого, за переведення візуального сигналу. Він контролює транспорт іонів у нирках та кишечнику. Він посилає сигнал про розширення кровоносних судин і бронхів. Адже вважається, що він бере участь у розвитку функції мозку.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Гуанозинтрифосфат зустрічається у всіх клітинах організму. Він незамінний як запас енергії, носій фосфатної групи та будівельний блок для побудови нуклеїнових кислот. У складі метаболізму він виробляється з гуанозину, гуанозинмонофосфату (GMP) або гуанозиндифосфату (ВВП). GMP - нуклеотид рибонуклеїнової кислоти. З цього можна також відновитись. Однак можливий і новий синтез в організмі.

Зв'язування подальших фосфатних груп з фосфатною групою, етерифікованою на рибозі, можливо лише за рахунок витрат енергії. Ангідридний зв’язок третьої фосфатної групи, зокрема, означає високу витрату енергії, оскільки накопичуються електростатичні відштовхувальні сили, які розподіляються по всій молекулі. Усередині молекули виникає напруга, яке при контакті з відповідною молекулою-мішенню переходить до останньої, вивільняючи фосфатну групу. У молекулі-мішені відбуваються конформаційні зміни, які викликають відповідні реакції або сигнали.

Хвороби та розлади

Якщо передача сигналу не відбувається належним чином у клітині, можуть виникнути різноманітні захворювання. У зв'язку з функцією GTP, білки G мають велике значення для транспорту сигналу.

G білки являють собою гетерогенну групу білків, яка може передавати сигнали шляхом зв'язування з GTP. Запускається сигнальний каскад, який також відповідає за те, що нейромедіатори та гормони стають ефективними при стикуванні на G-білкові рецептори. Мутації в G білках або пов'язаних з ними рецепторах часто порушують передачу сигналу і є причиною певних захворювань. Наприклад, фіброзна дисплазія або дистрофія кісток Альбрі (псевдогіпопаратиреоз) викликається мутацією білка G. Це захворювання стійке до гормону паращитовидної залози.

Тобто організм не реагує на цей гормон. Паратгормон відповідає за метаболізм кальцію та утворення кісток. Порушення структури кісток призводить до міксоми скелетних м’язів або дисфункції серця, підшлункової залози, печінки та щитовидної залози. З іншого боку, в акромегалії існує стійкість до гормону, що вивільняє гормон росту, завдяки чому гормон росту вивільняється неконтрольовано і, таким чином, викликає посилений ріст кінцівок і внутрішніх органів.