Гуанозин трифосфат

Гуанозин трифосфат Като нуклеозид трифосфат, аденозин трифосфатът е важен запас на енергия в организма. Основно осигурява енергия по време на анаболни процеси. Освен това активира много биомолекули.

Какво е гуанозин трифосфат?

Гуанозин трифосфат (GTP) представлява нуклеозид трифосфат, който е съставен от нуклеотидната основа гуанин, захарната рибоза и три фосфатни остатъка, свързани един с друг чрез анхидридни връзки.

В този случай гуанинът е свързан гликозидно към рибозата и рибозата от своя страна се свързва към остатъка от троен фосфат чрез естерификация. Анхидридната връзка на третата фосфатна група към втората фосфатна група е много енергична. Когато тази фосфатна група се раздели, GTP осигурява много енергия за определени реакции и преобразуване на сигнала, както при аналогичното съединение аденозин трифосфат (АТФ).GTP се образува или чрез просто фосфорилиране от БВП (гуанозин дифосфат), или чрез трикратно фосфорилиране на гуанозин.

Фосфатните групи идват както от АТФ, така и от трансферни реакции в цикъла на лимонената киселина. Суровината гуанозин е нуклеозид, произведен от гуанин и рибоза. GTP се превръща в GMP (гуанозин монофосфат) чрез отделяне на две фосфатни групи. Като нуклеотид, това съединение представлява градивен елемент на рибонуклеиновата киселина.Когато се изолира извън тялото, GTP е безцветно твърдо вещество. В организма той изпълнява много функции като доставчик на енергия и доставчик на фосфати.

Функция, ефект и задачи

В допълнение към по-добре познатия ATP, GTP е отговорен и за много реакции, пренасящи енергия. Много клетъчни метаболитни реакции могат да се проведат само с помощта на пренос на енергия чрез гуанозин трифосфат.

Както при ATP, свързването на третия фосфатен остатък с втория фосфатен остатък е много високо енергийно и съпоставимо с неговото енергийно съдържание. GTP обаче катализира различни метаболитни пътища от ATP. GTP получава своята енергия от разграждането на въглехидратите и мазнините в цикъла на лимонената киселина. Възможен е и трансфер на енергия от АТФ към БВП с прехвърляне на фосфатна група. Това създава ADP и GTP. Гуанозин трифосфатът активира много съединения и метаболитни пътища. Така че той е отговорен за активирането на G протеините. G протеините са протеини, които могат да свързват GTP.

Това им позволява да предават сигнали чрез G-протеин-асоциирани рецептори. Това са сигнали за ухание, виждане или регулиране на кръвното налягане. GTP стимулира пренасянето на сигнала в клетката, като подпомага прехвърлянето на важни сигнални вещества или стимулира G молекулите с пренос на енергия, инициираща сигнална каскада. Освен това, биосинтезата на протеини не може да се осъществи без GTP. Удължаването на веригата на полипептидната верига се осъществява с усвояването на енергия, която се получава от преобразуването на GTP в БВП. Транспортът на много вещества, включително мембранните протеини, до мембраните също е до голяма степен регулиран от GTP.

GTP също регенерира ADP до ATP с прехвърлянето на фосфатен остатък. Той също така активира захарите маноза и фукоза, като по този начин образува ADP-маноза и ADP-фукоза. Друга важна функция на GTP е участието му в изграждането на РНК и ДНК. GTP също е от съществено значение за транспортирането на вещества между ядрото и цитоплазмата. Трябва също да се спомене, че GTP е изходният материал за образуването на цикличен GMP (cGMP).

Съставният cGMP е сигнална молекула и е отговорен, наред с други неща, за преобразуване на визуален сигнал. Той контролира транспорта на йони в бъбреците и червата. Той изпраща сигнала за разширяване на кръвоносните съдове и бронхите. В крайна сметка се смята, че участва в развитието на мозъчната функция.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Гуанозин трифосфат се среща във всички клетки на организма. Той е незаменим като запас от енергия, носител на фосфатна група и градивен елемент за изграждането на нуклеинови киселини. Като част от метаболизма, той се произвежда от гуанозин, гуанозин монофосфат (GMP) или гуанозин дифосфат (БВП). GMP е нуклеотид на рибонуклеинова киселина. Може да се възстанови и от това. Възможен е обаче и нов синтез в организма.

Свързването на други фосфатни групи с естерифицираната върху рибозата фосфатна група е възможно само с разход на енергия. Анхидридната връзка на третата фосфатна група по-специално означава голям разход на енергия, тъй като се натрупват електростатични отблъскващи сили, които се разпределят върху цялата молекула. Вътре в молекулата се развива напрежение, което при контакт със съответната прицелна молекула се прехвърля към последната, освобождавайки фосфатна група. В целевата молекула настъпват конформационни промени, които предизвикват съответните реакции или сигнали.

Болести и разстройства

Ако предаването на сигнала не се извършва правилно в клетката, могат да възникнат различни заболявания. Във връзка с функцията на GTP, G протеините са от голямо значение за транспортирането на сигнала.

G протеините представляват хетерогенна група протеини, които могат да предават сигнали чрез свързване с GTP. Задейства се сигнална каскада, която е отговорна и за факта, че невротрансмитерите и хормоните стават ефективни чрез докиране на рецептори, свързани с G-протеин. Мутациите в G протеините или свързаните с тях рецептори често нарушават предаването на сигнал и са причина за някои заболявания. Например, фиброзна дисплазия или костна дистрофия на Albrigh (псевдохипопаратиреоидизъм) се задейства от мутацията на G протеин. Това заболяване е устойчиво на паратиреоиден хормон.

Тоест тялото не реагира на този хормон. Паратиреоидният хормон е отговорен за метаболизма на калция и образуването на кости. Нарушението на костната структура води до миксоми на скелетните мускули или дисфункция на сърцето, панкреаса, черния дроб и щитовидната жлеза. При акромегалия, от друга страна, има резистентност към освобождаващия хормон на растежа, така че растежният хормон се освобождава неконтролирано и по този начин причинява увеличен растеж на крайниците и вътрешните органи.