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.

$config[ads_text1] not found

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.