Gvanozin trifosfat je kao nukleozid trifosfat važna zaliha energije u organizmu, zajedno s adenozin trifosfat. Uglavnom daje energiju tijekom anaboličkih procesa. Nadalje, aktivira mnoge biomolekule.
Što je gvanozin trifosfat?
Gvanozin trifosfat (GTP) predstavlja nukleozid trifosfat koji se sastoji od nukleotidne baze gvanina, šećer riboza, i tri fosfat ostaci povezani anhidridnim vezama. Guanin je glikozidno vezan za riboza, a riboza je zauzvrat vezana za trostruku fosfat ostatak esterifikacijom. Anhidridna veza treće fosfat skupina u drugu fosfatnu skupinu vrlo je energična. Nakon cijepanja ove fosfatne skupine, GTP, kao i kod analognog spoja adenozin trifosfat (ATP), pruža puno energije za određene reakcije i transdukciju signala. GTP nastaje ili pojedinačnom fosforilacijom iz BDP-a (gvanozin difosfat) ili trostrukom fosforilacijom gvanozina. U ovom procesu fosfatne skupine potječu iz ATP-a, kao i iz reakcija prijenosa unutar limunska kiselina ciklus. Polazni materijal gvanozin je nukleozid gvanina i riboza. GTP se pretvara u GMP (gvanozin monofosfat) oslobađanjem dvije fosfatne skupine. Kao nukleotid, ovaj je spoj građevni blok ribonukleinska kiselina. U izoliranom stanju izvan tijela, GTP je bezbojna krutina. U tijelu obavlja mnoge funkcije kao prijenosnik energije i dobavljač fosfata.
Funkcija, radnja i uloge
Uz poznatiji ATP, GTP je odgovoran i za mnoge reakcije prijenosa energije. Mnoge stanične metaboličke reakcije mogu se odvijati samo uz pomoć prijenosa energije gvanozin trifosfatom. Kao i kod ATP-a, vezanje trećeg fosfatnog ostatka za drugi fosfatni ostatak vrlo je bogato energijom i usporedivo s njegovim energetskim sadržajem. Međutim, GTP katalizira različite metaboličke putove od ATP-a. GTP dobiva svoju energiju unutar limunska kiselina ciklus od sloma ugljikohidrati i masti. Također je moguće prenijeti energiju iz ATP-a u BDP pod prijenosom fosfatne skupine. To rezultira stvaranjem ADP-a i GTP-a. Guanozin trifosfat aktivira mnoge spojeve i metaboličke putove. Na primjer, odgovoran je za aktivaciju G-proteini, G proteini su proteini koji mogu vezati GTP. To im omogućuje prijenos signala putem receptora povezanih s G-proteinima. To su signali za njuh, vid ili krv regulacija tlaka. GTP potiče prijenos signala unutar stanice pomažući u prijenosu važnih signalnih tvari ili pokretanjem signalne kaskade stimulirajući G molekule pod prijenosom energije. Nadalje, biosinteza proteina ne može se dogoditi bez GTP-a. Elongacija lanca polipeptidnog lanca odvija se s apsorpcija energije dobivene konverzijom GTP-a u BDP. Prijevoz mnogih tvari, uključujući membranu proteini, na membrane je također značajno reguliran GTP-om. Nadalje, GTP također regenerira ADP natrag u ATP pod prijenosom fosfatnog ostatka. Također aktivira šećere manozu i fukozu, tvoreći ADP-manozu i ADP-fukozu. Važna funkcija GTP-a i dalje ostaje njegovo sudjelovanje u sastavljanju RNA i DNA. GTP je također neophodan za transport tvari između stanične jezgre i citoplazme. Također treba spomenuti da je GTP polazni materijal za stvaranje cikličkog GMP-a (cGMP). Spoj cGMP je molekula signala i odgovoran je, između ostalog, za vizualnu transdukciju signala. U bubreg i crijeva, kontrolira transport iona. Šalje signal za proširenje krv posuđe i bronhijalne cijevi. Napokon, smatra se da je uključen u razvoj mozak funkcija.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne razine
Gvanozin trifosfat se nalazi u svim stanicama organizma. Neophodan je kao skladište energije, odašiljač fosfatnih skupina i gradivni blok za izgradnju nukleinske kiseline. U kontekstu metabolizma, proizvodi se od gvanozina, gvanozin monofosfata (GMP) ili gvanozin difosfata (GDP). GMP je nukleotid od ribonukleinska kiselina. To se također može oporaviti. Međutim, moguća je i nova sinteza u organizmu. Vezanje daljnjih fosfatnih skupina na fosfatnu skupinu esterificiranu na ribozi uvijek je moguće samo uz utrošak energije. Konkretno, anhidridno vezanje treće fosfatne skupine na drugu uključuje visok unos energije, jer se stvaraju elektrostatičke odbojne sile koji su raspoređeni po cijeloj molekuli. napetosti nastaju unutar molekule koja se prenosi u odgovarajuću ciljnu molekulu kada dođe u kontakt s njom, oslobađajući fosfatnu skupinu. U ciljanoj molekuli događaju se konformacijske promjene koje pokreću odgovarajuće reakcije ili signale.
Bolesti i poremećaji
Kada se prijenos signala u stanici ne dogodi pravilno, mogu nastati razne bolesti. Za transdukciju signala u kontekstu funkcije GTP-a od velike su važnosti G proteini. G proteini predstavljaju heterogenu skupinu proteina koja može prenositi signale vezujući se za GTP. To pokreće signalnu kaskadu koja je također odgovorna za neurotransmitere i hormoni stupa na snagu pristajanjem na receptore povezane s G proteinima. Mutacije u G proteinima ili s njima povezanim receptorima često remete transdukciju signala i uzrok su određenim bolestima. Na primjer, fibrozna displazija ili Albrighova koštana distrofija (pseudohipoparatireoidizam) uzrokovana je mutacijom G proteina. Kod ove bolesti postoji otpornost na paratiroidni hormon. Odnosno, tijelo ne reagira na ovaj hormon. Paratiroidni hormon je odgovoran za kalcijum metabolizam i stvaranje kostiju. Poremećaj izgradnje kosti dovodi do miksoma koštanih mišića ili funkcionalni poremećaji od srce, gušterača, jetra i Štitnjača, u akromegalija, s druge strane, postoji rezistencija na hormon rasta koji oslobađa, tako da se hormon rasta nekontrolirano oslobađa, što uzrokuje povećani rast udova i unutarnji organi.
