Štruktúra Guanosín Triffosfát (GTP), syntéza, funkcie

On Guanosín Triffosfát o Guanozín triffosfát (GTP) je jedným z mnohých fosfátových nukleotidov schopných uchovávať voľnú energiu ľahko použiteľnú pre viac biologických funkcií.

Na rozdiel od iných súvisiacich fosfátových nukleotidov, ktoré zvyčajne poskytujú potrebnú energiu na vykonávanie širokého spektra procesov v rôznych bunkových kontextoch, niektorí autori ukázali, že nukleotidy, ako sú GTP, UTP (uridín Tryngosfát) a CTP (Trifose Citidín), poskytujú energiu hlavne v anabolickej procesy.

Chemická štruktúra Guanosín Tryngosfát alebo GTP (zdroj: Cacycle, cez Wikimedia Commons)

V tomto zmysle Atkinson (1977) naznačuje, že GTP má funkcie, ktoré zahŕňajú aktiváciu mnohých anabolických procesov prostredníctvom rôznych mechanizmov, ktoré sa preukázali v oboch systémoch In vitro ako In vivo.

Energia obsiahnutá v ich väzbách, najmä medzi fosfátovými skupinami, sa používa na podporu niektorých bunkových procesov, ktoré sa podieľajú najmä na syntéze. Príkladom je syntéza proteínu, replikácia DNA a transkripcia RNA, syntéza mikrotubulov atď.

[TOC]

Štruktúra

Ako platí pre adenínové nukleotidy (ATP, ADP a AMP), GTP má ako základnú štruktúru tri nesporné prvky:

-Heterocyklický guanínový krúžok (purín)

-Päť -karbonový základný cukor, ribóza (zúrivý prsteň) a

-Tri skupiny United fosfátov

Prvá skupina fosfátu GTP je spojená s 5 'uhlíkom ribózového cukru a guanínový zvyšok sa viaže na túto molekulu pomocou uhlíka v polohe 1' kruhu ribofuranosa.

Z biochemického hľadiska je táto molekula guanozín 5'-triffosfátu, ktorý je lepšie opísaný ako purínový purín Tryfyfous alebo, so svojím chemickým názvom 9-β-d-lribofuranosylguanín-5'-trifosfát.

Môže vám slúžiť: Paleoantropológia: objekt štúdie, história, metódy

Syntéza

GTP môže byť syntetizovaný novo V mnohých eukaryotoch z kyseliny inozín (inozín 5'-monofosfát, Imp), jeden z ribonukleotidov použitých na syntézu purín, ktoré sú jedným z dvoch typov dusíkatých báz, z ktorých sú zložené DNA a ďalšie molekuly.

Táto zlúčenina, kyselina inozínová, je dôležitým bodom vetvy nielen pre syntézu purín, ale aj pre syntézu nukleotidov ATP a GTP fosfát.

Syntéza nukleotidov guanozínfosfátu (GMP, HDP a GTP: Mono- a guanozín Triffose.

Táto reakcia je katalyzovaná enzýmom známym ako IM dehydrogenáza, ktorý je regulovaný alostéricky GMP.

Produkovaný XMP sa potom prenesie skupinou AMIDA (glutamín a reakcia závislá od ATP) pomocou pôsobenia enzýmu aminázy XMP, kde sa vyskytuje molekula guanozínu GMP alebo GMP guanozínu.

Pretože najaktívnejšie nukleotidy sú všeobecne.

Tieto enzýmy sú špecifické kinázy (Conomo) známe ako guanilato kinázy a nukleozid defosfoquinázy.

V reakcii katalyzovanej guanilado Ciclasasom ATP pôsobí ako darca fosfátu na konverziu GMP v HDP a ATP:

GMP + ATP → HDP + ADP

Difosfát guanínový nukleotid (HDP) sa následne používa ako substrát defosfoquinázového nukleozidu, ktorý tiež používa ATP ako donor fosfátu na konverziu HDP do GTP:

Môže vám slúžiť: relatívna hojnosť

HDP + ATP → GTP + ADP

Syntéza inými spôsobmi

Existuje veľa metabolických trás bunkových metabolických trás, ktoré sa môžu produkovať GTP odlišné od biosyntetickej trasy novo. Zvyčajne to robia prenosom fosfátových skupín z rôznych zdrojov smerom k prekurzorom GMP a HDP.

Funkcia

GTP, ako nukleotidový fosfát analogický s ATP, má na bunkovej úrovni nespočetné množstvo funkcií:

-Zúčastnite sa na raste mikrotubulov, ktoré sú duté skúmavky zložené z proteínu známeho ako „tubulín“, ktorého polyméry majú schopnosť hydrolyzar GTP, čo je nevyhnutné pre predĺženie alebo rast.

-Je to podstatný faktor pre proteíny GTP alebo proteíny viažuce GTP, ktoré fungujú ako mediátory v rôznych procesoch transdukcie signálu, ktoré sú zase spojené s cyklickým AMP a jeho signalizačnými vodopádmi.

Tieto signalizačné procesy vedú k komunikácii bunky s ich prostredím a vnútornými organelmi a sú obzvlášť dôležité na vykonávanie pokynov kódovaných v hormónoch a ďalších dôležitých faktoroch u cicavcov.

Príklad týchto signalizačných trás, čo je nanajvýš dôležité pre bunku

Funkcia In vitro

GTP má veľa funkcií, ktoré boli demonštrované experimentmi In vitro V systémoch „Cell -free“. Z týchto experimentov bolo možné dokázať, že sa aktívne podieľa na:

-Syntéza proteínov v eukaryotoch (na iniciáciu aj predĺženie peptidu)

-Stimulácia proteínovej glykozylácie

-Syntéza ribozomálnej RNA v prokaryotoch a eukaryotoch

Môže vám slúžiť: imunofluorescencia: nadácia, protokol a aplikácie

-Syntéza fosfolipidov, najmä počas syntézy diascilglycerolu

Určené funkcie In vivo

Iné experimenty, ale v bunkových systémoch alebo In vivo Dokázali účasť GTP v procesoch ako:

-Sporulácia a aktivácia spór rôznych druhov mikroorganizmov, prokaryotov a eukaryotov

-Syntéza ribozomálnej RNA v eukaryotoch

-Okrem iného.

Navrhlo sa tiež, že onkogénny progres normálnych buniek do rakovinových buniek zahŕňa stratu kontroly nad rastom buniek a proliferácie, na ktorej sa zúčastňuje mnoho proteínov viažucich na GTP a proteíny chinázy so špecifickou aktivitou závislou od GTP.

GTP má tiež stimulačné účinky na dovoz proteínu na mitochondriálnu matricu, ktorá priamo súvisí s jeho hydrolýzou (viac ako 90% mitochondriálnych proteínov je syntetizovaných ribozómami v cytosóle).

Odkazy

1. Alberts, b., Dennis, B., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Základná bunková biológia. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, C., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochémia (3. vydanie.). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: Ústredný regulátor bunkového anabolizmu. V B. Horecker & E. Stadtman (eds.), Súčasné témy v bunkovej regulácii (Zv. 25, P. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, J. D. (1998). Biochémia. Burlington, Massachusetts: Vydavatelia Neil Patterson.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, n., & Bolesť, D. (1998). ODSENIE hydrolýzy GTP pre import proteínov intel mitochondriálnej matrice. The Journal of Biological Chemistry, 273(3), 1420-1424.