Guanosín trifosfat (GTP) struktura, sinteza, funkcije

On Guanosín trifosfat o Gvanozin trifosfat (GTP) je eden izmed številnih fosfatnih nukleotidov, ki lahko shranijo prosto energijo, ki je enostavno uporabna za več bioloških funkcij.

Za razliko od drugih povezanih fosfatnih nukleotidov, ki običajno zagotavljajo potrebno energijo za izvajanje najrazličnejših procesov v različnih celičnih kontekstih, so nekateri avtorji pokazali, da nukleotidi, kot so GTP, UTP (Uridin Tryngosphat) in CTP (Triffese Citidin) zagotavljajo energijo predvsem v anaboliku procesi.

Kemična struktura Guanosín Tryngosfat ali GTP (vir: Cacycle, prek Wikimedia Commons)

V tem smislu Atkinson (1977) nakazuje, da ima GTP funkcije, ki vključujejo aktivacijo številnih anaboličnih procesov z različnimi mehanizmi, kar je bilo dokazano v sistemih obeh In vitro kot In vivo.

Energija, ki jo vsebujejo njihove vezi, zlasti med fosfatnimi skupinami, se uporablja za povečanje nekaterih celičnih procesov, zlasti v sintezi. Primer tega so sinteza beljakovin, razmnoževanje DNK in transkripcija RNA, sinteza mikrotubul itd.

[TOC]

Struktura

Kot velja za adeninske nukleotide (ATP, ADP in AMP), ima GTP kot osnovna struktura tri nesporne elemente:

-Heterociklični gvaninski obroč (purin)

-Pet -ogljikov osnovni sladkor, riboza (besni obroč) in

-Tri združene fosfatne skupine

Prva skupina fosfata GTP je povezana s 5 'ogljikom riboznega sladkorja, ostanki gvanina.

V biokemičnem smislu je ta molekula 5'-trifosfatni gvanozin, bolje opisan kot trififni purin ali, s svojim kemičnim imenom, 9-β-D-Lribofuranosilguanin-5'-trifosfat.

Vam lahko služi: paleoantropologija: objekt študija, zgodovina, metode

Sinteza

GTP je mogoče sintetizirati od Nove V mnogih evkariotih iz inozinske kisline (inozin 5'-monofosfat, IMP), eden od ribonukleotidov, ki se uporabljajo za sintezo purinov, ki sta ena od dveh vrst dušikovih baz, od katerih sta sestavljena DNK in druge molekule.

Ta spojina, inozinska kislina, je pomembna točka veje ne le za sintezo purinov, ampak tudi za sintezo nukleotidov ATP in GTP fosfata.

Sinteza gvanozin fosfatnih nukleotidov (GMP, BDP in GTP: Trifza mono- in gvanozina.

To reakcijo katalizira encim, znan kot IM dehidrogenaza, ki jo Alostérično ureja GMP.

Proizvedeni XMP nato prenese skupino Amida (glutamin in ATP, odvisna od reakcije) s pomočjo delovanja encima XMP aminaze, kjer se pojavlja monofosfat ali GMP gvanozin molekula.

Ker so najbolj aktivni nukleotidi na splošno.

Ti encimi so specifične kinaze (kinaze), znane kot gvanilato kinaze in defosfokinazni nukleozid.

V reakciji, ki jo katalizira Guanilado Ciclasas, ATP deluje kot darovalec fosfata za pretvorbo GMP v BDP in ATP:

GMP + ATP → BDP + ADP

Difosfatni gvanin nukleotid (BDP) se nato uporablja kot substrat nukleozida defosfokinaze, ki ATP uporablja tudi kot fosfatni darovalec za pretvorbo BDP v GTP:

Vam lahko služi: relativna številčnost

BDP + ATP → GTP + ADP

Sinteza na druge načine

Obstaja veliko celičnih presnovnih poti, ki lahko proizvajajo GTP, ki se razlikujejo od biosintetske poti od Nove. Običajno to storijo s prenosom fosfatnih skupin iz različnih virov proti predhodnikom GMP in BDP.

Funkcije

GTP kot nukleotidni fosfat, analogen ATP, ima nešteto funkcij na celični ravni:

-Sodelujte pri rasti mikrotubul, ki so votle cevi, sestavljene iz beljakovin, znanega kot "tubulin", katerih polimeri imajo sposobnost hidrolizarja GTP, ki je bistvenega pomena za raztezanje ali rast.

-Je bistveni dejavnik za beljakovine GTP ali beljakovine, ki vežejo GTP, ki delujejo kot mediatorji v različnih procesih transdukcije signala, ki so povezani s cikličnim AMP in njegovimi signalnimi slapovi.

Ti signalni procesi povzročijo komunikacijo celice s svojim okoljem in notranjimi organeli, še posebej pa so pomembni za izvajanje navodil, kodiranih v hormonih in drugih pomembnih dejavnikih pri sesalcih.

Primer teh signalizacijskih poti izjemne pomembnosti za celico je regulacija encima adenilata ciklasa s svojo interakcijo z G proteinom

Funkcije In vitro

GTP ima veliko funkcij, ki so bile dokazane s poskusi In vitro V sistemih "brez celic". Iz teh poskusov je bilo mogoče dokazati, da aktivno sodeluje v:

-Sinteza beljakovin v evkariotih (tako za iniciacijo kot za podaljšanje peptida)

-Stimulacija beljakovinske glikozilacije

-Sinteza ribosomalne RNA v prokariotih in evkariotih

Vam lahko služi: imunofluorescenca: fundacija, protokol in aplikacije

-Sinteza fosfolipidov, zlasti med sintezo diacicilglicerola

Določene funkcije In vivo

Drugi poskusi, vendar v celičnih sistemih oz In vivo Dokazali so sodelovanje GTP v procesih, kot so:

-Sporulacija in aktiviranje sporov različnih vrst mikroorganizmov, prokariotov in evkariotov

-Ribosomska sinteza RNA v evkariotih

-Med drugim.

Prav tako je bilo predlagano, da onkogeni napredek normalnih celic do rakavih celic vključuje izgubo nadzora nad rastjo celic in proliferacijo, kjer sodelujejo številni proteini, ki vežejo GTP, in kinazni proteini s specifično aktivnostjo, odvisno od GTP.

GTP ima tudi spodbudne učinke na uvoz beljakovin proti mitohondrijski matrici, ki je neposredno povezan z njegovo hidrolizo (več kot 90% mitohondrijskih beljakovin sintetizira ribosomi v citosolu).

Reference

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Bistvena celična biologija. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van Holde, k., & Ahern, k. (2000). Biokemija (3. izd.). San Francisco, Kalifornija: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: centralni regulator celičnega anabolizma. V b. Horecker & e. Stadtman (eds.), Trenutne teme v celični regulaciji (Vol. 25, str. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, j. D. (1998). Biokemija. Burlington, Massachusetts: Založniki Neil Patterson.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, n., & Bolečina, D. (1998). GTP hidroliza za uvoz beljakovin Inte mitohondrijska matrika. Časopis za biološko kemijo, 273(3), 1420-1424.