Guanosiintrifosfaat nukleosiidtrifosfaadina on organismis oluline energiavaru koos adenosiin trifosfaat. See annab energiat peamiselt anaboolsete protsesside ajal. Lisaks aktiveerib see paljusid biomolekule.
Mis on guanosiintrifosfaat?
Guanosiintrifosfaat (GTP) tähistab nukleosiidtrifosfaati, mis koosneb nukleotiidalusest guaniinist, suhkur riboosja kolm fosfaat anhüdriidsidemetega seotud jäägid. Guaniin on seotud glükosiidselt riboosja riboos omakorda seotakse kolmekordsega fosfaat jääk esterdamise teel. Kolmanda anhüdriidside fosfaat rühm teise fosfaatrühma jaoks on väga energiline. Selle fosfaatrühma lõhustamisel GTP, nagu analoogse ühendi puhul adenosiin trifosfaat (ATP), annab teatud reaktsioonide ja signaaliülekande jaoks palju energiat. GTP moodustub kas SKP üksikfosforüülimise teel (guanosiindifoshaat) või guanosiini kolmekordse fosforüülimise teel. Selles protsessis pärinevad fosfaatrühmad nii ATP-st kui ka ülekandumisreaktsioonidest ATP-s sidrunhape tsükkel. Lähteaineks guanosiin on guaniini ja riboos. GTP muundatakse GMP-ks (guanosiinmonofosfaat) kahe fosfaatrühma vabanemisega. Nukleotiidina on see ühend ehitusmaterjal ribonukleiinhape. Isoleeritud olekus väljaspool keha on GTP värvitu tahke aine. Kehas täidab see energiatransportija ja fosfaatide tarnijana mitmeid funktsioone.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Lisaks tuttavamale ATP-le vastutab GTP ka paljude energiat ülekandvate reaktsioonide eest. Paljud rakusisesed metaboolsed reaktsioonid saavad toimuda ainult guanosiintrifosfaadi energiaülekande abil. Nagu ATP puhul, on kolmanda fosfaadijäägi seondumine teise fosfaadijäägiga väga energiarikas ja võrreldav selle energiasisaldusega. Kuid GTP katalüüsib erinevaid metaboolseid radasid kui ATP. GTP saab energia energiast sidrunhape tsükkel alates jaotusest süsivesikuid ja rasvad. Samuti on fosfaatrühma ülekandmisel võimalik energiat ATP-lt SKP-le üle kanda. Selle tulemuseks on ADP ja GTP moodustumine. Guanosiintrifosfaat aktiveerib paljusid ühendeid ja metaboolseid radu. Näiteks vastutab ta G-valgud. G valgud on valgud, mis suudavad siduda GTP-d. See võimaldab neil signaale edastada G-valguga seotud retseptorite kaudu. Need on signaalid haistmise, nägemise või veri rõhureguleerimine. GTP stimuleerib signaaliülekannet rakus, aidates kaasa oluliste signaalainete ülekandmisele või algatades signaalikaskaadi, stimuleerides G molekulid energia ülekande all. Lisaks ei saa valgu biosüntees toimuda ilma GTP-ta. Polüpeptiidahela ahela pikenemine toimub koos absorptsioon energiat, mis saadakse GTP konverteerimisel SKP-ks. Paljude ainete, sealhulgas membraani transport valgud, membraanidele, reguleerib ka GTP märkimisväärselt. Lisaks regenereerib GTP ADP tagasi ATP-ks fosfaadijäägi ülekandmisel. Samuti aktiveerib see suhkrud mannoosi ja fukoosi, moodustades ADP-mannoosi ja ADP-fukoosi. GTP oluline funktsioon on jätkuvalt tema osalemine RNA ja DNA kokkupanekus. GTP on asendamatu ka ainete transportimiseks rakutuuma ja tsütoplasma vahel. Samuti tuleb mainida, et GTP on tsüklilise GMP (cGMP) moodustumise lähteaine. Ühend cGMP on signaalmolekul ja vastutab muu hulgas visuaalse signaali ülekande eest. Aastal neer ja soolestik, see kontrollib ioonide transporti. See saadab signaali veri laevad ja bronhide torud. Lõpuks arvatakse, et see on seotud programmi arendamisega aju funktsiooni.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed tasemed
Guanosiintrifosfaati leidub kõigis organismi rakkudes. See on asendamatu energiavaruna, fosfaatrühma saatjana ja ehitusmaterjalina nukleiinhapped. Ainevahetuse kontekstis toodetakse seda guanosiinist, guanosiinmonofosfaadist (GMP) või guanosiindifosfaadist (GDP). GMP on nukleotiid ribonukleiinhape. Selle saab ka sellest taastuda. Siiski on võimalik ka uus süntees organismis. Järgmiste fosfaatrühmade sidumine riboosil esterdatud fosfaatrühmaga on alati võimalik ainult energiakuluga. Eelkõige hõlmab kolmanda fosfaatrühma anhüdriidne sidumine teise energiasisendiga palju, kuna elektrostaatilised tõukejõud tekivad mis on jaotunud kogu molekulile. pinged moodustuvad molekuli sees, mis viiakse vastavasse sihtmolekuli, kui see temaga kokku puutub, vabastades fosfaatrühma. Sihtmolekulis toimuvad konformatsioonilised muutused, mis käivitavad vastavad reaktsioonid või signaalid.
Haigused ja häired
Kui signaaliülekanne rakus ei toimu korralikult, võivad tekkida mitmesugused haigused. Signaaliülekande jaoks on GTP funktsiooni kontekstis väga olulised G-valgud. G-valgud esindavad heterogeenset valkude rühma, mis suudab GTP-ga seondudes signaale edastada. See käivitab signaalide kaskaadi, mis vastutab ka neurotransmitterite ja hormoonid toimides dokkides G-valguga seotud retseptoritesse. G-valkude või nendega seotud retseptorite mutatsioonid häirivad sageli signaaliülekannet ja on teatud haiguste põhjuseks. Näiteks kiuline düsplaasia või Albrighi luu düstroofia (pseudohüpoparatüreoidism) on põhjustatud G-valgu mutatsioonist. Selle haiguse korral on resistentsus kõrvalkilpnäärme hormoon. See tähendab, et keha ei reageeri sellele hormoonile. Paratüreoidhormoon vastutab kaltsium ainevahetus ja luude moodustumine. Luuehitushäire viib skeletilihaste müksoomideni või funktsionaalsed häired Euroopa süda, kõhunääre, maks ja kilpnääre. sisse akromegaalia, teiselt poolt on resistentsus kasvuhormooni vabastava hormooni suhtes, nii et kasvuhormoon vabaneb kontrollimatult, põhjustades jäsemete kasvu ja siseorganid.
