Guanosín Triffosphate (GTP) struktur, syntes, funktioner

han Guanosín trifosfat O Guanosintriffosfat (GTP) är en av de många fosfatnukleotider som kan lagra fri energi som är lätt att användas för flera biologiska funktioner.

Till skillnad från andra relaterade fosfatnukleotider, som vanligtvis ger den nödvändiga energin för att utföra en mängd olika processer i olika cellulära sammanhang, har vissa författare visat att nukleotider som GTP, UTP (uridin tryngosfat) och CTP (trifoscitidin) ger energi huvudsakligen i anaboliska processer.

Kemisk struktur av Guanosín tryngosfat eller GTP (källa: Cacycle, via Wikimedia Commons)

I detta avseende föreslår Atkinson (1977) att GTP har funktioner som involverar aktivering av många anabola processer genom olika mekanismer, som har visats i system båda In vitro som In vivo.

Energin i deras bindningar, särskilt bland fosfatgrupper, används för att öka vissa cellulära processer, särskilt involverade i syntes. Exempel på detta är syntesen av protein, replikering av DNA och transkription av RNA, syntesen av mikrotubuli, etc.

[TOC]

Strukturera

Som är sant för adenina nukleotider (ATP, ADP och AMP) har GTP som en grundläggande struktur tre obestridliga element:

-En heterocyklisk guaninring (purin)

-Ett fem -kol -bassocker, ribosen (rasande ring) och

-Tre förenade fosfatgrupper

Den första GTP -fosfatgruppen är kopplad till 5 'kol av ribosocker och guaninresten binder till denna molekyl genom kol i position 1' i ribofuranosa -ringen.

I biokemiska termer är denna molekyl en 5'-triffosfat guanosin, bättre beskrivet som ett tryfyfiskt purin eller, med dess kemiska namn, 9-p-D-lribofuranosylguanin-5'-trifosfat.

Kan tjäna dig: paleoanthropology: objekt för studie, historia, metoder

Syntes

GTP kan syntetiseras novo I många eukaryoter från inosinsyran (inosin 5'-monofosfat, IMP), en av ribonukleotiderna som används för syntesen av purinerna, som är en av de två typerna av kväve baser som DNA och andra molekyler är sammansatta.

Denna förening, inosinsyra, är en viktig grenpunkt inte bara för syntes av puriner, utan också för syntesen av nukleotider ATP och GTP -fosfat.

Guanosinfosfatnukleotidsyntes (GMP, BNP och GTP: mono- och guanosintriffos.

Denna reaktion katalyseras av ett enzym som kallas im dehydrogenas, som regleras alostériskt av GMP.

Den producerade XMP överförs sedan en AMIDA -grupp (glutamin och ATP -beroende reaktion) med hjälp av verkan av XMP -aminasenzymet, där en monofosfat eller GMP -guanosinmolekyl förekommer.

Eftersom de mest aktiva nukleotiderna i allmänhet är.

Dessa enzymer är specifika kinaser (Cinases) kända som Guanilato -kinaser och defosfokinasnukleosiden.

I reaktionen katalyserad av Guanilado Ciclasas fungerar ATP som en fosfatdonator för omvandlingen av GMP i BNP och ATP:

GMP + ATP → BNP + ADP

Difosfatguanin nukleotid (BNP) används därefter som ett substrat av en defosfokinasnukleosid, som också använder ATP som en fosfatdonator för omvandlingen av BNP till GTP:

Kan tjäna dig: relativ överflöd

BNP + ATP → GTP + ADP

Syntes på andra sätt

Det finns många cellulära metaboliska rutter som kan producera GTP som skiljer sig från den biosyntetiska vägen novo. Dessa gör det vanligtvis genom överföring av fosfatgrupper, från olika källor, mot GMP- och BNP -föregångarna.

Funktioner

GTP, som en nukleotidfosfat som är analog med ATP, har otaliga funktioner på cellnivå:

-Delta i tillväxten av mikrotubuli, som är ihåliga rör som består av ett protein som kallas "tubulin" vars polymerer har förmågan att hydrolysar GTP, vilket är viktigt för töjning eller tillväxt.

-Det är en väsentlig faktor för GTP -proteiner eller GTP -bindande proteiner, som fungerar som mediatorer i olika signaltransduktionsprocesser som i sin tur är relaterade med cyklisk AMP och dess signaleringsvattenfall.

Dessa signalprocesser resulterar i kommunikation av cellen med deras miljö och deras inre organeller och är särskilt viktiga för att utföra instruktionerna som är kodade i hormoner och andra viktiga faktorer hos däggdjur.

Exempel på dessa signalvägar av yttersta vikt för cellen är regleringen av enzymet adenylatcyklasa genom dess interaktion med ett G -protein

Funktioner In vitro

GTP har många funktioner som har demonstrerats genom experiment In vitro I "cell -fria" -system. Från dessa experiment har det varit möjligt att bevisa att aktivt deltar i:

-Proteinsyntes i eukaryoter (både för initiering och peptidförlängning)

-Stimulering av proteinglykosylering

-Syntesen av ribosomalt RNA i prokaryoter och eukaryoter

Kan tjäna dig: Immunofluorescens: Foundation, Protocol and Applications

-Syntesen av fosfolipider, särskilt under syntesen av DIAMILGLYCEROL

Bestämda funktioner In vivo

Andra experiment, men i cellulära system eller In vivo De har bevisat GTP: s deltagande i processer som:

-Sporulering och aktivering av sporerna av olika typer av mikroorganismer, prokaryoter och eukaryoter

-Ribosomal RNA -syntes i eukaryoter

-Bland annat.

Det har också föreslagits att onkogena framsteg hos normala celler till cancerceller innebär förlust av kontroll över celltillväxt och spridning, där många GTP-bindande proteiner och kvinasproteiner med specifik GTP-beroende aktivitet deltar.

GTP har också stimulerande effekter på importen av protein mot mitokondriell matris, som är direkt relaterad till dess hydrolys (mer än 90% av mitokondriella proteiner syntetiseras av ribosomer i cytosol).

Referenser

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, s. (2004). Essential Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemi (3: e upplagan.). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: En central regulator för cellulär anabolism. I B. Horecker & e. Stadtman (Eds.), Aktuella ämnen i cellulär reglering (Vol. 25, s. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, j. D. (1998). Biokemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Sepuri, n. B. V, schu, n., & Smärta, D. (1998). GTP -hydrolys emission för proteinimport inte mitokondriell matris. Journal of Biologic Chemistry, 273(3), 1420-1424.