Guanozin trifosfat

Guanozin trifosfat Kao nukleozid trifosfat adenozin trifosfat je važno skladište energije u organizmu. Opskrbljuje uglavnom energijom tijekom anaboličkih procesa. Također aktivira mnoge biomolekule.

Što je gvanozin trifosfat?

Guanozin trifosfat (GTP) predstavlja nukleozid trifosfat, koji se sastoji od nukleotidne baze gvanin, šećerne riboze i tri fosfatna ostatka međusobno povezanih anhidridnim vezama.

U ovom slučaju gvanin se glikozidno veže na ribozu, a riboza zauzvrat veže na trostruki fosfatni ostatak esterifikacijom. Anhidridna veza treće fosfatne skupine na drugu fosfatnu skupinu vrlo je energična. Kad se ova fosfatna skupina odvoji, GTP pruža puno energije za određene reakcije i transdukcije signala, kao što je to slučaj sa analognim spojem adenosin trifosfatom (ATP).GTP nastaje jednostavnom fosforilacijom iz BDP-a (guanozin-difosfat) ili trostrukom fosforilacijom gvanozina.

Fosfatne skupine dolaze i iz ATP-a i reakcija prijenosa unutar ciklusa limunske kiseline. Sirovina gvanozin je nukleozid proizveden iz gvanina i riboze. GTP se pretvara u GMP (guanozin monofosfat) otpuštanjem dvije fosfatne skupine. Kao nukleotid, ovaj spoj predstavlja građevni blok ribonukleinske kiseline.Kada je izoliran izvan tijela, GTP je bezbojna krutina. U tijelu ispunjava mnoge funkcije kao prijenosnik energije i dobavljač fosfata.

Funkcija, efekt i zadaće

Pored poznatijeg ATP-a, GTP je odgovoran i za brojne reakcije prijenosa energije. Mnoge stanične metaboličke reakcije mogu se odvijati samo uz pomoć prijenosa energije putem gvanozin trifosfata.

Kao i kod ATP-a, vezanje trećeg fosfatnog ostatka na drugi fosfatni ostatak je vrlo visoko energetsko i usporedivo s njegovim energetskim sadržajem. Međutim, GTP katalizira različite metaboličke putove od ATP-a. GTP dobiva svoju energiju razgradnjom ugljikohidrata i masti unutar ciklusa limunske kiseline. Mogući je i prijenos energije s ATP-a u BDP s prijenosom fosfatne skupine. To stvara ADP i GTP. Guanozin trifosfat aktivira mnoge spojeve i metaboličke puteve. Dakle, odgovoran je za aktiviranje G proteina. G proteini su proteini koji mogu vezati GTP.

To im omogućuje prijenos signala putem receptora povezanih sa G-proteinom. To su signali za miris, vid ili regulaciju krvnog tlaka. GTP potiče transdukciju signala u stanici pomažući prijenos važnih signalnih supstanci ili stimulirajući G molekule s prijenosom energije pokreću kaskadu signala. Nadalje, biosinteza proteina se ne može odvijati bez GTP-a. Duženje lanca polipeptidnog lanca odvija se uz naplatu energije koja se dobiva pretvorbom GTP-a u BDP. Transport mnogih tvari, uključujući membranske proteine, do membrana je također u velikoj mjeri reguliran GTP-om.

GTP također regenerira ADP u ATP uz prijenos fosfatnog ostatka. Aktivira i šećernu manozu i fukozu, stvarajući tako ADP-manozu i ADP-fukozu. Druga važna funkcija GTP-a je njegovo sudjelovanje u izgradnji RNA i DNA. GTP je također bitan za transport tvari između jezgre i citoplazme. Također treba napomenuti da je GTP polazni materijal za stvaranje cikličkog GMP-a (cGMP).

Složeni cGMP je signalna molekula i između ostalog je odgovoran za transdukciju vizualnog signala. Kontrolira transport iona u bubrezima i crijevima. Šalje signal da se krvne žile i bronhije šire. Uostalom, vjeruje se da sudjeluje u razvoju moždanih funkcija.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Guanozin trifosfat nastaje u svim stanicama organizma. Neophodan je kao skladište energije, nosač fosfatne skupine i građevni blok za izgradnju nukleinskih kiselina. Kao dio metabolizma proizvodi se od gvanozina, gvanozin monofosfata (GMP) ili guanozin-difosfata (BDP). GMP je nukleotid ribonukleinske kiseline. Od ovoga se također može oporaviti. Međutim, moguća je i nova sinteza u organizmu.

Vezivanje daljnjih fosfatnih skupina na fosfatnu skupinu esterificiranu na ribozi moguće je samo uz potrošnju energije. Anhidridna veza treće fosfatne skupine posebno znači veliki trošak energije, jer nastaju elektrostatičke odbojne sile koje su raspoređene po cijeloj molekuli. Unutar molekule nastaju tenzije koje se nakon kontakta s odgovarajućom ciljnom molekulom prenose na potonju, oslobađajući fosfatnu skupinu. U ciljanoj molekuli događaju se konformacijske promjene koje pokreću odgovarajuće reakcije ili signale.

Bolesti i poremećaji

Ako se prijenos signala ne odvija pravilno u ćeliji, mogu rezultirati raznim bolestima. U vezi s funkcijom GTP-a, G proteini su od velike važnosti za transport signala.

G proteini predstavljaju heterogenu skupinu proteina koji mogu prenijeti signale vezanjem na GTP. Pokreće se kaskada signala, koja je odgovorna i za činjenicu da neurotransmiteri i hormoni postaju učinkoviti spajanjem na receptore povezane sa G-proteinom. Mutacije u G proteinima ili njihovim povezanim receptorima često narušavaju prijenos signala i uzrok su nekih bolesti. Na primjer, vlaknasta displazija ili Albrighova distrofija kostiju (pseudohipoparatireoidizam) pokreću mutacijom G proteina. Ova bolest je rezistentna na paratireoidni hormon.

Odnosno, tijelo ne reagira na ovaj hormon. Paratiroidni hormon odgovoran je za metabolizam kalcija i stvaranje kostiju. Poremećaj koštane strukture dovodi do miksoma koštanih mišića ili disfunkcije srca, gušterače, jetre i štitne žlijezde. S druge strane, u akromegaliji postoji otpornost na hormon rasta koji oslobađa hormon rasta, tako da se hormon rasta oslobađa nekontrolirano i tako uzrokuje povećani rast udova i unutarnjih organa.