Guanozīna trifosfāts kā nukleozīdu trifosfāts ir svarīgs enerģijas krājums organismā kopā ar adenozīns trifosfāts. Tas galvenokārt nodrošina enerģiju anabolisko procesu laikā. Turklāt tas aktivizē daudzas biomolekulas.
Kas ir guanozīna trifosfāts?
Guanozīna trifosfāts (GTP) ir nukleozīdu trifosfāts, kas sastāv no nukleotīdu bāzes guanīna, cukurs riboze, un trīs fosfāts atlikumi, kas saistīti ar anhidrīdu saitēm. Guanīns ir glikozidiski saistīts ar riboze, un riboze savukārt ir saistīta ar trīskāršu fosfāts esterificējot. Trešā anhidrīda saite fosfāts fosfātu grupa ir ļoti enerģiska. Sadalot šo fosfātu grupu, GTP, tāpat kā ar analogo savienojumu adenozīns trifosfāts (ATP), nodrošina daudz enerģijas noteiktām reakcijām un signālu pārnešanai. GTP veidojas vai nu vienreizēji fosforilējot no IKP (guanozīna difosfāts), vai arī veicot trīskāršu guanozīna fosforilēšanu. Šajā procesā fosfātu grupas rodas no ATP, kā arī no pārneses reakcijām citronskābe cikls. Izejmateriāls guanozīns ir guanīna un riboze. GTP tiek pārveidots par GMP (guanozīna monofosfātu), atbrīvojot divas fosfātu grupas. Šis savienojums kā nukleotīds ir ribonukleīnskābe. Izolētā stāvoklī ārpus ķermeņa GTP ir bezkrāsaina cietviela. Organismā tas veic daudzas enerģijas pārvadātāja un fosfātu piegādātāja funkcijas.
Funkcija, darbība un lomas
Papildus pazīstamākam ATP GTP ir atbildīgs arī par daudzām enerģijas pārneses reakcijām. Daudzas šūnu vielmaiņas reakcijas var notikt tikai ar guanozīna trifosfāta enerģijas pārneses palīdzību. Tāpat kā ar ATP, arī trešā fosfāta atlikuma saistīšanās ar otro fosfāta atlikumu ir ļoti bagāta ar enerģiju un ir pielīdzināma tā enerģijas saturam. Tomēr GTP katalizē citus metabolisma ceļus nekā ATP. GTP savu enerģiju iegūst citronskābe cikls no ogļhidrāti un tauki. Ir iespējams arī pārnest enerģiju no ATP uz IKP, pārvietojot fosfātu grupu. Tā rezultātā veidojas ADP un GTP. Guanozīna trifosfāts aktivizē daudzus savienojumus un vielmaiņas ceļus. Piemēram, tā ir atbildīga par G-proteīni. G proteīni ir olbaltumvielas, kas var saistīt GTP. Tas viņiem ļauj pārraidīt signālus caur G-olbaltumvielu saistītajiem receptoriem. Tie ir signāli par ožu, redzi vai asinis spiediena regulēšana. GTP stimulē signāla transdukciju šūnā, palīdzot pārnest svarīgas signālu vielas vai uzsākot signālu kaskādi, stimulējot G molekulas zem enerģijas pārneses. Turklāt olbaltumvielu biosintēze nevar notikt bez GTP. Polipeptīdu ķēdes pagarinājums notiek ar absorbcija enerģijas, kas iegūta, pārvēršot GTP par IKP. Daudzu vielu, tostarp membrānas, transportēšana proteīni, uz membrānām arī ievērojami regulē GTP. Turklāt GTP arī atjauno ADP atpakaļ ATP, pārnesot fosfāta atlikumu. Tas aktivizē arī cukuru mannozi un fukozi, veidojot ADP-mannozi un ADP-fukozi. Svarīga GTP funkcija joprojām ir tā iesaistīšanās RNS un DNS montāžā. GTP ir neaizstājama arī vielu pārvadāšanai starp šūnas kodolu un citoplazmu. Jāpiemin arī tas, ka GTP ir izejviela cikliskā GMP (cGMP) veidošanai. Savienojums cGMP ir signāla molekula, un tā cita starpā ir atbildīga par redzes signāla pārnešanu. Iekš niere un zarnās, tas kontrolē jonu transportu. Tas nosūta signālu par asinis kuģi un bronhu caurules. Visbeidzot, tiek uzskatīts, ka tas ir iesaistīts programmas izstrādē smadzenes funkcija.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālie līmeņi
Guanozīna trifosfāts ir atrodams visās organisma šūnās. Tas ir neaizstājams kā enerģijas krājums, fosfātu grupas raidītājs un celtniecības elements nukleīnskābes. Metabolisma kontekstā to ražo no guanozīna, guanozīna monofosfāta (GMP) vai guanozīna difosfāta (GDP). GMP ir nukleotīds ribonukleīnskābe. Arī to var atgūt. Tomēr ir iespējama arī jauna sintēze organismā. Turpmāko fosfātu grupu saistīšanās ar ribozē esterificēto fosfātu grupu vienmēr ir iespējama tikai ar enerģijas patēriņu. Jo īpaši trešās fosfātu grupas anhidrīdā saistīšana ar otro ietver lielu enerģijas patēriņu, jo veidojas elektrostatiski atgrūšanas spēki. kas ir sadalīti pa visu molekulu. spriedze tiek veidoti molekulā, kas, nonākot saskarē ar to, tiek pārnesti uz atbilstošo mērķa molekulu, atbrīvojot fosfātu grupu. Mērķa molekulā notiek konformācijas izmaiņas, kas izraisa atbilstošās reakcijas vai signālus.
Slimības un traucējumi
Ja signāla transdukcija šūnā nenotiek pareizi, var rasties dažādas slimības. Liela nozīme signāla transdukcijā GTP funkcijas kontekstā ir G proteīni. G proteīni ir neviendabīga olbaltumvielu grupa, kas var pārraidīt signālus, saistoties ar GTP. Tas izraisa signalizācijas kaskādi, kas ir atbildīga arī par neirotransmiteriem un hormoni stājas spēkā, pieslēdzoties pie ar G olbaltumvielām saistītajiem receptoriem. G proteīnu vai ar tiem saistīto receptoru mutācijas bieži izjauc signāla pārnešanu un ir noteiktu slimību cēlonis. Piemēram, šķiedru displāziju vai Albrigh kaulu distrofiju (pseidohipoparatireoīdismu) izraisa G proteīna mutācija. Šajā slimībā ir izturība pret paratheidālais hormons. Tas ir, organisms nereaģē uz šo hormonu. Paratheoidālais hormons ir atbildīgs par kalcijs vielmaiņa un kaulu veidošanās. Kaulu veidošanas traucējumi noved pie skeleta muskuļu miksomām vai funkcionālie traucējumi no sirds, aizkuņģa dziedzeris, aknas un vairogdziedzeris. uz akromegālija, no otras puses, ir izturība pret augšanas hormonu atbrīvojošo hormonu, tāpēc augšanas hormons tiek nekontrolējami izdalīts, izraisot palielinātu ekstremitāšu augšanu un iekšējie orgāni.
