Guanosín Triffosphate (GTP) struktur, syntese, funksjoner

Han Guanosín Triffosphate o Guanosin -triffosfat (GTP) er en av de mange fosfatnukleotidene som er i stand til å lagre fri energi som er lett brukbar for flere biologiske funksjoner.

I motsetning til andre relaterte fosfatnukleotider, som vanligvis gir den nødvendige energien for å utføre et bredt utvalg av prosesser i forskjellige cellulære sammenhenger, har noen forfattere vist at nukleotider som GTP, UTP (uridin -tryngosfat) og CTP (triffose citidin) hovedsakelig gir energi i anabolsk prosesser.

Kjemisk struktur av Guanosín Tryngosphate eller GTP (Kilde: Cacycle, via Wikimedia Commons)

I denne forstand antyder Atkinson (1977) at GTP har funksjoner som involverer aktivering av mange anabole prosesser gjennom forskjellige mekanismer, som er påvist i systemer begge In vitro som In vivo.

Energien som finnes i deres bindinger, spesielt blant fosfatgrupper, brukes til å øke noen cellulære prosesser spesielt involvert i syntese. Eksempel på dette er syntesen av protein, replikasjon av DNA og transkripsjon av RNA, syntese av mikrotubuli, etc.

[TOC]

Struktur

Som det er tilfelle for adenin -nukleotider (ATP, ADP og AMP), har GTP som en grunnleggende struktur tre udiskutable elementer:

-En heterocyklisk guaninring (purin)

-Et fem -karbon basisukker, ribosen (rasende ring) og

-Tre forente fosfatgrupper

Den første GTP -fosfatgruppen er knyttet til 5 'karbon av ribosesukker, og guaninresten binder seg til dette molekylet gjennom karbon i posisjon 1' av ribofuranosa -ringen.

I biokjemiske termer er dette molekylet et 5'-triffosfat guanosin, bedre beskrevet som en tryphyphous purin eller, med sitt kjemiske navn, 9-ß-d-lribofuranosylguanin-5'-trifosfat.

Kan tjene deg: Paleoanthropology: Object of Study, History, Methods

Syntese

GTP kan syntetiseres av novo I mange eukaryoter fra inosinsyren (inosin 5'-monofosfat, IMP), er et av ribonukleotidene som brukes til syntesen av purinene, som er en av de to typene nitrogenholdige baser som DNA og andre molekyler er sammensatt.

Denne forbindelsen, inosinsyre, er et viktig grenpunkt ikke bare for syntese av puriner, men også for syntese av nukleotidene ATP og GTP -fosfat.

Guanosinfosfatnukleotidesyntese (GMP, BNP og GTP: mono-, og guanosintriffose.

Denne reaksjonen katalyseres av et enzym kjent som IM dehydrogenase, som er regulert alostérisk av GMP.

Den produserte XMP blir deretter overført en AMIDA -gruppe (glutamin og ATP -avhengig reaksjon) ved hjelp av virkningen av XMP -aminaseenzymet, hvor et monofosfat eller GMP guanosinmolekyl forekommer.

Siden de mest aktive nukleotidene generelt er.

Disse enzymene er spesifikke kinaser (kinaser) kjent som guanilato kinaser og defosfokinasen nukleosid.

I reaksjonen katalysert av guanilado ciclasas fungerer ATP som en fosfatdonor for konvertering av GMP i BNP og ATP:

GMP + ATP → BNP + ADP

Difosfat guaninnukleotid (BNP) brukes deretter som et underlag av et defosfokinaset nukleosid, som også bruker ATP som en fosfatdonor for konvertering av BNP til GTP:

Kan tjene deg: relativ overflod

BNP + ATP → GTP + ADP

Syntese av andre måter

Det er mange cellulære metabolske ruter som kan produsere GTP som er forskjellige fra den biosyntetiske ruten av novo. Disse gjør det vanligvis gjennom overføring av fosfatgrupper, fra forskjellige kilder, mot GMP- og BNP -forløpere.

Funksjoner

GTP, som et nukleotidfosfat som er analogt med ATP, har utallige funksjoner på cellenivå:

-Delta i veksten av mikrotubuli, som er hule rør sammensatt av et protein kjent som "tubulin" hvis polymerer har evnen til å hydrolyzar GTP, noe som er essensielt for forlengelse eller vekst.

-Det er en essensiell faktor for GTP -proteiner eller GTP -bindende proteiner, som fungerer som mediatorer i forskjellige signaltransduksjonsprosesser som på sin side er relatert til syklisk forsterker og dens signaliserende fossefall.

Disse signalprosessene resulterer i kommunikasjon av cellen med deres miljø og deres interne organeller, og er spesielt viktige for å utføre instruksjonene som er kodet i hormoner og andre viktige faktorer hos pattedyr.

Eksempel på disse signalveiene av største betydning for cellen er reguleringen av enzymet adenylat cyclasa gjennom dens interaksjon med et G -protein

Funksjoner In vitro

GTP har mange funksjoner som har blitt demonstrert gjennom eksperimenter In vitro I "celle -gratis" -systemer. Fra disse eksperimentene har det vært mulig å bevise at aktivt deltar i:

-Proteinsyntese i eukaryoter (både for initiering og peptidlengelse)

-Stimulering av proteinglykosylering

-Syntesen av ribosomalt RNA i prokaryoter og eukaryoter

Kan tjene deg: Immunofluorescence: Foundation, Protocol and Applications

-Syntesen av fosfolipider, spesielt under syntese av dielglycerol

Bestemte funksjoner In vivo

Andre eksperimenter, men i cellulære systemer eller In vivo De har bevist at GTPs deltakelse i prosesser som:

-Sporulering og aktivering av sporer av forskjellige typer mikroorganismer, prokaryoter og eukaryoter

-Ribosomal RNA -syntese i eukaryoter

-Blant andre.

Det er også foreslått at onkogen fremgang av normale celler til kreftceller involverer tap av kontroll over cellevekst og spredning, der mange GTP-bindende proteiner og kinaseproteiner med spesifikk GTP-avhengig aktivitet deltar.

GTP har også stimulerende effekter på import av protein mot mitokondriell matrise, som er direkte relatert til dens hydrolyse (mer enn 90% av mitokondrielle proteiner syntetiseres ved ribosomer i cytosol).

Referanser

1. Alberts, f., Dennis, f., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, s. (2004). Essensiell cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokjemi (3. utg.). San Francisco, California: Pearson.
3. PALL, m. (1985). GTP: En sentral regulator av cellulær anabolisme. I b. Horecker & e. Stadtman (red.), Gjeldende emner i cellulær regulering (Vol. 25, s. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, J. D. (1998). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, n., & Smerte, d. (1998). GTP hydrolyse utstedelse for proteinimport Inte mitokondriell matrise. Journal of Biological Chemistry, 273(3), 1420-1424.