Guanozin-trifoszfát

Guanozin-trifoszfát Nukleozid-trifoszfátként az adenozin-trifoszfát fontos energiatároló a szervezetben. Elsősorban energiát szolgáltat anabolikus folyamatok során. Számos biomolekulát is aktivál.

Mi az a guanozin-trifoszfát?

Guanozin-trifoszfát (GTP) nukleozid-trifoszfátot jelent, amely nukleotid bázisú guaninból, cukor-ribózból és három foszfát maradékból áll, amelyek anhidrid kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz.

Ebben az esetben a guanint glikozidosan kötik a ribózhoz, és a ribózt ezután észterezés útján a hármas foszfát maradékhoz kötik. A harmadik foszfátcsoport anhidrid kötődése a második foszfát csoporthoz nagyon energikus. Amikor ezt a foszfátcsoportot elválasztják, a GTP sok energiát szolgáltat bizonyos reakciókhoz és jelátvitelhez, mint az analóg adenozin-trifoszfát (ATP) esetén.A GTP-t vagy a GDP-ből származó egyszerű foszforilezéssel (guanozin-difoszfát), vagy a guanozin hármas foszforilezésével állítják elő.

A foszfátcsoportok mind az ATP, mind a citromsav-cikluson belüli transzfer reakciókból származnak. A guanozin alapanyaga guaninból és ribózból előállított nukleozid. A GTP-t két foszfátcsoport felszabadításával GMP-re (guanozin-monofoszfáttá) alakítják. Nukleotidként ez a vegyület a ribonukleinsav építőkövet képviseli, és ha a testén kívül izolálják, a GTP színtelen szilárd anyag. A testben számos funkciót tölt be, mint energiaátadó és foszfát szállító.

Funkció, hatás és feladatok

A legismertebb ATP mellett a GTP felelős számos energiaátadó reakcióért. Számos sejtes anyagcsere-reakció csak energia guanozin-trifoszfáton keresztül történő transzfer segítségével valósulhat meg.

Az ATP-hez hasonlóan a harmadik foszfátmaradéknak a második foszfátmaradékhoz való kötődése nagyon magas energiájú és összehasonlítható energiatartalmával. A GTP azonban eltérő metabolikus útvonalakat katalizál, mint az ATP. A GTP energiáját a szénhidrátok és zsírok bontása útján kapja meg a citromsav cikluson belül. Az ATP és a GDP közötti energiaátvitel szintén lehetséges egy foszfátcsoport átadásával. Ez ADP-t és GTP-t hoz létre. A guanozin-trifoszfát számos vegyületet és anyagcserét aktivál. Tehát felelős a G-fehérjék aktiválásáért. A G fehérjék olyan fehérjék, amelyek kötik a GTP-t.

Ez lehetővé teszi számukra a jel továbbítását a G-protein-asszociált receptorokon keresztül. Ezek a vérnyomás szagának, látásának vagy szabályozásának jelei. A GTP serkenti a szignál transzdukcióját a sejten belül azáltal, hogy elősegíti a fontos szignálanyagok transzferét, vagy azáltal, hogy a G-molekulákat energiaátvitellel stimulálja, és egy jelkaszkádot indít. Ezenkívül a protein-bioszintézis nem zajlik le GTP nélkül. A polipeptidlánc meghosszabbítása az energia felvételével történik, amelyet a GTP GDP-re történő átalakításából nyernek. Számos anyag, beleértve a membránfehérjéket, a membránokba történő szállítását szintén nagymértékben a GTP szabályozza.

A GTP az ADP-t is regenerálja az ATP-hez egy foszfátmaradék átvitelével. Ezenkívül aktiválja a mannóz- és a fukoz cukrokat, ezáltal ADP-mannózot és ADP-fukózt képezve. A GTP másik fontos funkciója az RNS és a DNS építésében való részvétel. A GTP elengedhetetlen az anyagok magmag és a citoplazma közötti szállításához. Azt is megemlíteni kell, hogy a GTP a kiindulási anyag a ciklikus GMP (cGMP) kialakulásához.

A cGMP vegyület jelző molekula és többek között a vizuális jelátvitelért is felelős. Szabályozza a vese és a bél ionszállítását. Ez a jelet továbbítja az ereknek és a hörgőknek. Végül is úgy gondolják, hogy részt vesz az agy működésének fejlesztésében.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

A guanozin-trifoszfát a szervezet minden sejtjében megtalálható. Nélkülözhetetlen, mint energiatároló, foszfátcsoport-hordozó és építőelem a nukleinsavak előállításához. Az anyagcserének részeként guanozinból, guanozin-monofoszfátból (GMP) vagy guanozin-difoszfátból (GDP) készítik. A GMP a ribonukleinsav nukleotidja. Ebből is helyrehozható. A szervezetben azonban új szintézis is lehetséges.

További foszfátcsoportok kötődése a ribózon észterezett foszfátcsoporthoz csak energiafelhasználással lehetséges. A harmadik foszfátcsoport anhidrid kötődése a másodikhoz különösen nagy energiafelhasználást jelent, mivel az elektrosztatikus taszító erők felhalmozódnak, amelyek az egész molekulában eloszlanak. A molekulában feszültségek alakulnak ki, amelyek a megfelelő célmolekulával való érintkezéskor az utóbbiba kerülnek, felszabadítva egy foszfátcsoportot. Konformációs változások történnek a célmolekulában, amelyek kiváltják a megfelelő reakciókat vagy jeleket.

Betegségek és rendellenességek

Ha a jelátvitel nem megfelelően zajlik a cellában, különféle betegségek következhetnek be. A GTP funkciójával összefüggésben a G fehérjék nagy jelentőséggel bírnak a jelátvitel szempontjából.

A G-fehérjék olyan fehérjék heterogén csoportját képviselik, amelyek képesek a GTP-hez kötődő jeleket továbbítani. Megindul egy jelkaszkád, amely felelős azért is, hogy a neurotranszmitterek és a hormonok a G-protein-asszociált receptorok dokkolásán keresztül válnak hatékonnyá. A G-fehérjékben vagy a hozzájuk kapcsolódó receptorokban a mutációk gyakran megszakítják a jelátvitelt, és bizonyos betegségek okai. Például a rostos diszplázia vagy az Albrigh csont disztrófia (pszeudohipoparatireoidizmus) egy G-protein mutációja által vált ki. Ez a betegség rezisztens a mellékpajzsmirigy-hormonra.

Vagyis a test nem reagál erre a hormonra. A mellékpajzsmirigy hormon felelős a kalcium metabolizmusáért és a csontképződésért. A csontszerkezet rendellenessége a vázizmok myxómáinak, vagy a szív, hasnyálmirigy, máj és pajzsmirigy működési zavarainak vezetéséhez vezet. Az akromegáliában viszont ellenáll a növekedési hormont felszabadító hormonnak, így a növekedési hormon ellenőrizetlenül szabadul fel, és ezáltal fokozza a végtagok és a belső szervek növekedését.