Guanosiinitrifosfaatti

Guanosiinitrifosfaatti Nukleosiditrifosfaattina adenosiinitrifosfaatti on tärkeä energianvarasto organismissa. Se tarjoaa pääasiassa energiaa anabolisten prosessien aikana. Se aktivoi myös monia biomolekyylejä.

Mikä on guanosiinitrifosfaatti?

Guanosiinitrifosfaatti (GTP) edustaa nukleosiditrifosfaattia, joka koostuu nukleotidiemäksen guaniinista, sokeririboosista ja kolmesta fosfaattijäännöksestä, jotka on kytketty toisiinsa anhydridisidoksilla.

Tässä tapauksessa guaniini sitoutuu glykosidisesti riboosiin ja riboosi puolestaan ​​sitoutuu kolmoisfosfaattijäännökseen esteröinnin avulla. Kolmannen fosfaattiryhmän anhydridisidos toiseen fosfaattiryhmään on erittäin energinen. Kun tämä fosfaattiryhmä hajoaa, GTP tarjoaa paljon energiaa tietyille reaktioille ja signaalitransduktioille, kuten analogisessa yhdisteessä adenosiinitrifosfaatti (ATP).GTP muodostetaan joko yksinkertaisella fosforyloinnilla BKT: stä (guanosiinidifosfaatti) tai kolminkertaisella fosforyloinnilla guanosiinista.

Fosfaattiryhmät tulevat sekä ATP: stä että siirtoreaktioista sitruunahapposyklin sisällä. Raaka-aine guanosiini on nukleosidi, joka on valmistettu guaniinista ja riboosista. GTP muunnetaan GMP: ksi (guanosiinimonofosfaatti) vapauttamalla kaksi fosfaattiryhmää. Nukleotidina tämä yhdiste edustaa ribonukleiinihapon rakennuspalikoita. Kun eristetään kehon ulkopuolella, GTP on väritön kiinteä aine. Keholla se suorittaa monia toimintoja energianlähettimenä ja fosfaatin toimittajana.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Tunnetumman ATP: n lisäksi GTP on vastuussa myös monista energiaa siirtävistä reaktioista. Monet solujen metaboliset reaktiot voivat tapahtua vain energian siirron avulla guanosiinitrifosfaatin kautta.

Kuten ATP: llä, myös kolmannen fosfaattijäännöksen sitoutuminen toiseen fosfaattijäännökseen on erittäin korkea energia ja verrattavissa sen energiapitoisuuteen. GTP katalysoi kuitenkin erilaisia ​​metabolisia reittejä kuin ATP. GTP saa energiansa hiilihydraattien ja rasvojen hajoamisesta sitruunahapposyklin aikana. Energian siirto ATP: stä BKT: hen fosfaattiryhmän siirron avulla on myös mahdollista. Tämä luo ADP: n ja GTP: n. Guanosiinitrifosfaatti aktivoi monia yhdisteitä ja aineenvaihduntareittejä. Joten se on vastuussa G-proteiinien aktivoinnista. G-proteiinit ovat proteiineja, jotka voivat sitoa GTP: tä.

Tämä antaa heille mahdollisuuden lähettää signaaleja G-proteiiniin liittyvien reseptoreiden kautta. Nämä ovat signaaleja hajua, nähdä tai säätää verenpainetta. GTP stimuloi signaalin siirtymistä solun sisällä auttamalla tärkeiden signaaliaineiden siirtoa tai stimuloimalla G-molekyylejä energiansiirrolla, joka aloittaa signaalin kaskadin. Lisäksi proteiinien biosynteesi ei voi tapahtua ilman GTP: tä. Polypeptidiketjun ketjun pidennys tapahtuu ottamalla energiaa, joka saadaan GTP: n muuntamisesta BKT: ksi. GTP säätelee suurelta osin myös monien aineiden, mukaan lukien membraaniproteiinien, kuljetusta membraaneihin.

GTP myös regeneroi ADP: n ATP: ksi siirtämällä fosfaattijäännöstä. Se myös aktivoi sokerit mannoosia ja fukoosia muodostaen siten ADP-mannoosin ja ADP-fukoosin. GTP: n toinen tärkeä tehtävä on sen osallistuminen RNA: n ja DNA: n rakentamiseen. GTP on myös välttämätön aineiden kuljettamiseen ytimen ja sytoplasman välillä. On myös syytä mainita, että GTP on lähtöaine syklisen GMP: n (cGMP) muodostumiselle.

Yhdiste cGMP on signalointimolekyyli ja vastaa muun muassa visuaalisen signaalin siirtämisestä. Se hallitsee ionien kuljetusta munuaisissa ja suolistossa. Se lähettää signaalin verisuonten ja keuhkoputkien laajentumisesta. Loppujen lopuksi sen uskotaan olevan osallisena aivojen toiminnan kehittämisessä.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Guanosiinitrifosfaattia esiintyy kaikissa organismin soluissa. Se on välttämätön energiavarasto, fosfaattiryhmien kantaja ja rakennuspalikka nukleiinihappojen rakentamiseksi. Osana aineenvaihduntaa se on valmistettu guanosiinista, guanosiinimonofosfaatista (GMP) tai guanosiinidifosfaatista (GDP). GMP on ribonukleiinihapon nukleotidi. Se voidaan myös hyödyntää tästä. Uusi synteesi organismissa on kuitenkin myös mahdollista.

Muiden fosfaattiryhmien sitoutuminen riboosilla esteröityyn fosfaattiryhmään on mahdollista vain kuluttamalla energiaa. Kolmannen fosfaattiryhmän anhydridisidos etenkin toiseen merkitsee suurta energiamenoa, koska kokoontuu molekyyliin jakautuneita sähköstaattisia karkottavia voimia. Molekyylissä kehittyy jännitteitä, jotka joutuessaan kosketukseen vastaavan kohdemolekyylin kanssa siirtyvät jälkimmäiseen vapauttaen fosfaattiryhmän. Kohdemolekyylissä tapahtuu konformaatiomuutoksia, jotka laukaisevat vastaavat reaktiot tai signaalit.

Sairaudet ja häiriöt

Jos signaalin siirto ei tapahdu kunnolla solussa, seurauksena voi olla useita sairauksia. GTP-funktion yhteydessä G-proteiineilla on suuri merkitys signaalin siirtoon.

G-proteiinit edustavat heterogeenistä proteiiniryhmää, joka voi välittää signaaleja sitoutumalla GTP: hen. Signaalikaskadia laukaistaan, mikä on vastuussa myös tosiasiasta, että välittäjäaineet ja hormonit tulevat tehokkaiksi telakoimalla G-proteiiniin liittyviin reseptoreihin. G-proteiinien tai niihin liittyvien reseptorien mutaatiot häiritsevät usein signaalin siirtoa ja ovat tiettyjen sairauksien syy. Esimerkiksi kuitumainen dysplasia tai Albrighin luun dystrofia (pseudohypoparatyreoosi) laukaistaan ​​G-proteiinin mutaation avulla. Tämä tauti on resistentti lisäkilpirauhashormonille.

Eli keho ei reagoi tähän hormoniin. Lisäkilpirauhashormoni vastaa kalsiumin metaboliasta ja luun muodostumisesta. Luun rakennehäiriö johtaa luurankojen lihaksien myxoomeihin tai sydämen, haiman, maksan ja kilpirauhan toimintahäiriöihin. Toisaalta akromegaliassa on vastustuskyky kasvuhormonia vapauttavalle hormonille, joten kasvuhormoni vapautuu hallitsemattomasti ja aiheuttaa siten lisääntynyttä raajojen ja sisäelinten kasvua.