Guanosintrifosfat, som et nukleosidtrifosfat, er en viktig energilager i organismen sammen med adenosin trifosfat. Det gir hovedsakelig energi under anabole prosesser. Videre aktiverer det mange biomolekyler.
Hva er guanosintrifosfat?
Guanosintrifosfat (GTP) representerer et nukleosidtrifosfat sammensatt av nukleotidbasen guanin, sukker ribose, og tre fosfat rester bundet av anhydridbindinger. Guanin er glykosidisk bundet til riboseog ribose i sin tur er bundet til trippelen fosfat rester via en forestring. Anhydridbindingen til den tredje fosfat gruppe til den andre fosfatgruppen er veldig energisk. Ved spaltning av denne fosfatgruppen, GTP, som med den analoge forbindelsen adenosin trifosfat (ATP), gir mye energi for visse reaksjoner og signaltransduksjon. GTP dannes enten ved enkelt fosforylering fra BNP (guanosindifosat) eller via trippel fosforylering av guanosin. I denne prosessen stammer fosfatgruppene fra ATP så vel som fra overføringsreaksjoner i sitronsyre syklus. Utgangsmaterialet guanosin er et nukleosid av guanin og ribose. GTP omdannes til GMP (guanosinmonofosfat) med frigjøring av to fosfatgrupper. Som nukleotid er denne forbindelsen en byggestein av ribonukleinsyre. I isolert tilstand utenfor kroppen er GTP et fargeløst fast stoff. I kroppen utfører den mange funksjoner som energitransportør og fosfatleverandør.
Funksjon, handling og roller
I tillegg til den mer kjente ATP, er GTP også ansvarlig for mange energioverførende reaksjoner. Mange cellulære metabolske reaksjoner kan bare finne sted ved hjelp av energioverføring av guanosintrifosfat. Som med ATP, er bindingen av den tredje fosfatresten til den andre fosfatresten veldig energirik og sammenlignbar med energiinnholdet. Imidlertid katalyserer GTP forskjellige metabolske veier enn ATP. GTP skaffer energi innen sitronsyre syklus fra sammenbruddet av karbohydrater og fett. Det er også mulig å overføre energi fra ATP til BNP under overføring av en fosfatgruppe. Dette resulterer i dannelsen av ADP og GTP. Guanosintrifosfat aktiverer mange forbindelser og metabolske veier. For eksempel er det ansvarlig for aktivering av G-proteiner. G proteiner er proteiner som kan binde GTP. Dette gjør dem i stand til å overføre signaler via G-proteinassosierte reseptorer. Dette er signaler for olfaksjon, syn eller blod trykkregulering. GTP stimulerer signaltransduksjon i cellen ved å hjelpe til med overføring av viktige signalstoffer eller ved å starte en signalkaskade ved å stimulere G molekyler under energioverføring. Videre kan proteinbiosyntese ikke forekomme uten GTP. Kjedeforlengelse av polypeptidkjeden skjer med absorpsjon av energi hentet fra konvertering av GTP til BNP. Transport av mange stoffer, inkludert membran proteiner, til membraner er også betydelig regulert av GTP. Videre regenererer GTP også ADP tilbake til ATP under overføring av en fosfatrest. Det aktiverer også sukkeret mannose og fucose, og danner ADP-mannose og ADP-fucose. En viktig funksjon av GTP fortsetter å være dens involvering i samlingen av RNA og DNA. GTP er også uunnværlig for transport av stoffer mellom cellekjernen og cytoplasma. Det bør også nevnes at GTP er utgangsmaterialet for dannelsen av syklisk GMP (cGMP). Forbindelsen cGMP er et signalmolekyl og er blant annet ansvarlig for visuell signaltransduksjon. I nyre og tarmen styrer den ionetransport. Det sender signalet for utvidelse av blod fartøy og bronkierør. Til slutt antas det å være involvert i utviklingen av hjerne funksjon.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale nivåer
Guanosintrifosfat finnes i alle celler i organismen. Det er uunnværlig som en energilager, fosfatgruppesender og byggestein for bygging av nukleinsyrer. I forbindelse med stoffskiftet produseres det av guanosin, guanosinmonofosfat (GMP) eller guanosindifosfat (BNP). GMP er et nukleotid av ribonukleinsyre. Det kan også utvinnes fra dette. Imidlertid er ny syntese i organismen også mulig. Bindingen av ytterligere fosfatgrupper til fosfatgruppen forestret på ribosen er alltid bare mulig med et energiforbruk. Spesielt innebærer den vannfrie bindingen av den tredje fosfatgruppen til den andre en høy energiinngang, fordi elektrostatisk frastøtende krefter bygger seg opp som er fordelt over hele molekylet. Spenninger dannes i molekylet, som overføres til det tilsvarende målmolekylet når det kommer i kontakt med det, og frigjør en fosfatgruppe. Konformasjonsendringer forekommer i målmolekylet, som utløser de tilsvarende reaksjonene eller signalene.
Sykdommer og lidelser
Når signaltransduksjon i cellen ikke skjer riktig, kan det oppstå en rekke sykdommer. G-proteiner er av stor betydning for signaltransduksjon i sammenheng med funksjonen til GTP. G-proteiner representerer en heterogen gruppe proteiner som kan overføre signaler ved binding til GTP. Dette utløser en signalkaskade som også er ansvarlig for nevrotransmittere og hormoner trer i kraft ved å koble til G-proteinassosierte reseptorer. Mutasjoner i G-proteiner eller deres assosierte reseptorer forstyrrer ofte signaltransduksjon og er årsaken til visse sykdommer. For eksempel er fibrøs dysplasi eller Albrigh bein dystrofi (pseudohypoparathyroidism) forårsaket av mutasjon av et G-protein. I denne sykdommen er det motstand mot parathyreoideahormon. Det vil si at kroppen ikke reagerer på dette hormonet. Parathyroid hormon er ansvarlig for kalsium metabolisme og beindannelse. Den beinbyggende lidelsen fører til myxomer i skjelettmuskulaturen eller funksjonelle lidelser av hjerte, bukspyttkjertel, leveren og skjoldbruskkjertelen. i akromegalipå den annen side er det motstand mot veksthormonfrigivende hormon, slik at veksthormon frigjøres ukontrollert, noe som forårsaker økt vekst av lemmer og Indre organer.
