Guanozin trifosfat: delovanje in bolezni

Gvanozin trifosfat je kot nukleozid trifosfat pomembna zaloga energije v organizmu, adenozin trifosfat. V glavnem zagotavlja energijo med anaboličnimi procesi. Poleg tega aktivira številne biomolekule.

Kaj je gvanozin trifosfat?

Gvanozin trifosfat (GTP) predstavlja nukleozidni trifosfat, sestavljen iz nukleotidne baze gvanina, sladkorja riboza, in tri fosfat ostanki, povezani z anhidridnimi vezmi. Gvanin je glikozidno vezan na riboza, riboza pa je nato vezana na trojko fosfat ostanek z esterifikacijo. Anhidridna vez tretjega fosfat skupina v drugo fosfatno skupino je zelo energična. Po cepitvi te fosfatne skupine, GTP, kot pri analogni spojini adenozin trifosfat (ATP), zagotavlja veliko energije za nekatere reakcije in prenos signalov. GTP nastane bodisi z enkratno fosforilacijo iz BDP (gvanozin difosfat) bodisi s trojno fosforilacijo gvanozina. V tem procesu fosfatne skupine izvirajo iz ATP, pa tudi iz reakcij prenosa znotraj citronska kislina cikel. Izhodna snov gvanozin je nukleozid gvanina in riboza. GTP se pretvori v GMP (gvanozin monofosfat) s sproščanjem dveh fosfatnih skupin. Kot nukleotid je ta spojina gradnik ribonukleinska kislina. V izoliranem stanju zunaj telesa je GTP brezbarvna trdna snov. V telesu opravlja številne funkcije kot prenosnik energije in dobavitelj fosfatov.

Funkcija, delovanje in vloge

GTP je poleg bolj znanega ATP odgovoren tudi za številne reakcije prenosa energije. Številne celične presnovne reakcije lahko potekajo le s pomočjo prenosa energije z gvanozin trifosfatom. Kot pri ATP je vezava tretjega fosfatnega ostanka na drugi fosfatni ostanek zelo bogata z energijo in primerljiva z njegovo energijsko vsebnostjo. Vendar GTP katalizira različne presnovne poti kot ATP. GTP pridobiva svojo energijo znotraj citronska kislina cikel od razčlenitve ogljikovi hidrati in maščobe. Mogoče je tudi prenos energije iz ATP v BDP s prenosom fosfatne skupine. Posledica tega je nastanek ADP in GTP. Gvanozin trifosfat aktivira številne spojine in presnovne poti. Na primer, odgovoren je za aktivacijo G-beljakovin. G beljakovin so beljakovine, ki lahko vežejo GTP. To jim omogoča prenos signalov preko receptorjev, povezanih z G-beljakovinami. To so signali za voh, vid oz kri regulacija tlaka. GTP spodbuja prenos signala znotraj celice s pomočjo pri prenosu pomembnih signalnih snovi ali s sprožitvijo signalne kaskade s spodbujanjem G molekule pod prenosom energije. Poleg tega do biosinteze beljakovin ne more priti brez GTP. Raztezanje verige polipeptidne verige poteka z absorpcija energije, pridobljene s pretvorbo GTP v BDP. Prevoz številnih snovi, vključno z membrano beljakovinmembran je prav tako pomembno urejen z GTP. Poleg tega GTP prav tako regenerira ADP nazaj v ATP s prenosom fosfatnega ostanka. Prav tako aktivira sladkorje manozo in fukozo, tvorijo ADP-manozo in ADP-fukozo. Pomembna funkcija GTP je še naprej njegovo sodelovanje pri sestavljanju RNA in DNA. GTP je nepogrešljiv tudi za transport snovi med celičnim jedrom in citoplazmo. Omeniti je treba tudi, da je GTP izhodiščna snov za tvorbo cikličnega GMP (cGMP). Spojina cGMP je signalna molekula in je med drugim odgovorna za prevajanje vizualnega signala. V ledvice in črevesje, nadzoruje prenos ionov. Pošlje signal za razširitev kri plovila in bronhijev. Nazadnje naj bi bil vključen v razvoj možganov Funkcija.

Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni

Gvanozin trifosfat se nahaja v vseh celicah organizma. Nepogrešljiv je kot hranilnik energije, oddajnik fosfatnih skupin in gradnik za gradnjo nukleinska kislina. V kontekstu presnove se proizvaja iz gvanozina, gvanozin monofosfata (GMP) ali gvanozin difosfata (BDP). GMP je nukleotid iz ribonukleinska kislina. Iz tega si je mogoče tudi opomoči. Možna pa je tudi nova sinteza v organizmu. Vezava nadaljnjih fosfatnih skupin na fosfatno skupino, esterificirano na ribozi, je vedno mogoča le z izdatkom energije. Zlasti anhidridna vezava tretje fosfatne skupine na drugo vključuje veliko vloženo energijo, ker nastajajo elektrostatične odbojne sile ki se porazdelijo po celotni molekuli. napetosti znotraj molekule nastanejo, ki se ob stiku z njo prenesejo v ustrezno ciljno molekulo in sprostijo fosfatno skupino. V ciljni molekuli se pojavijo konformacijske spremembe, ki sprožijo ustrezne reakcije ali signale.

Bolezni in motnje

Če se prenos signala v celici ne zgodi pravilno, lahko nastanejo številne bolezni. Za pretvorbo signala v kontekstu funkcije GTP so zelo pomembni proteini G. G proteini predstavljajo heterogeno skupino proteinov, ki lahko oddajajo signale z vezavo na GTP. To sproži signalno kaskado, ki je odgovorna tudi za nevrotransmiterje in hormoni začne učinkovati s priklopom na receptorje, povezane z G proteini. Mutacije proteinov G ali z njimi povezanih receptorjev pogosto motijo ​​prenos signala in so vzrok za nekatere bolezni. Na primer, fibrozna displazija ali kostna distrofija Albrigh (psevdohipoparatiroidizem) je posledica mutacije proteina G. Pri tej bolezni obstaja odpornost na obščitnični hormon. To pomeni, da se telo ne odziva na ta hormon. Paratiroidni hormon je odgovoren za kalcij presnovo in tvorbo kosti. Motnja gradnje kosti vodi do miksomov skeletnih mišic oz funkcionalne motnje od srce, trebušna slinavka, jetra in Ščitnica. v akromegalija, po drugi strani pa obstaja odpornost na hormon, ki sprošča rastni hormon, tako da se rastni hormon nenadzorovano sprošča, kar povzroči povečano rast okončin in notranjih organov.