Guanosín Triffosfate (GTP) structuur, synthese, functies

Hij Guanosín triffosfaat O guanosine triffosfaat (GTP) is een van de vele fosfaatnucleotiden die in staat zijn om vrije energie op te slaan die gemakkelijk bruikbaar is voor meerdere biologische functies.

In tegenstelling tot andere gerelateerde fosfaatnucleotiden, die meestal de nodige energie bieden om een ​​breed scala aan processen in verschillende cellulaire contexten uit te voeren, hebben sommige auteurs aangetoond dat nucleotiden zoals GTP, UTP (uridine tryNgosphate) en CTP (Triffose Citidine) voornamelijk in anabolisch energie bieden processen.

Chemische structuur van guanosín trypngosphate of GTP (bron: cacycle, via wikimedia commons)

In deze zin suggereert Atkinson (1977) dat de GTP functies heeft die de activering van veel anabole processen inhouden door verschillende mechanismen, die in systemen beide zijn aangetoond In vitro als In vivo.

De energie in hun bindingen, vooral onder fosfaatgroepen, wordt gebruikt om sommige cellulaire processen te stimuleren, vooral die betrokken zijn bij synthese. Voorbeeld hiervan is de synthese van eiwit, replicatie van DNA en transcriptie van RNA, de synthese van microtubuli, enz.

[TOC]

Structuur

Zoals het geval is voor adenine -nucleotiden (ATP, ADP en AMP), heeft de GTP als een basisstructuur drie onbetwistbare elementen:

-Een heterocyclische guaninring (purine)

-Een suiker met vijf koolstofbasis, de ribose (woedend ring) en

-Drie verenigde fosfaatgroepen

De eerste GTP -fosfaatgroep is gekoppeld aan de 5 'koolstof van ribosesuiker en het guanineresten bindt aan dit molecuul via koolstof in positie 1' van de ribofuranosa -ring.

In biochemische termen is dit molecuul een 5'-triffosfaat guanosine, beter omschreven als een tryphyfous purine of, met zijn chemische naam, 9-β-d-lribofuranosylguanine-5'-trifosfaat.

Kan u dienen: paleoantropologie: object van studie, geschiedenis, methoden

Synthese

De GTP kan worden gesynthetiseerd van novo In veel eukaryoten uit het inosinezuur (inosine 5'-monofosfaat, Imp), een van de ribonucleotiden die worden gebruikt voor de synthese van de purines, die een van de twee soorten stikstofbasen zijn waarvan de DNA en andere moleculen zijn samengesteld.

Deze verbinding, inosinezuur, is een belangrijk vertakkingspunt, niet alleen voor de synthese van purines, maar ook voor de synthese van de nucleotiden ATP en GTP -fosfaat.

Synthese van guanosinefosfaat nucleotiden (GMP, BBP en GTP: mono- en guanosine triffose.

Deze reactie wordt gekatalyseerd door een enzym dat bekend staat als im dehydrogenase, dat alostérisch wordt gereguleerd door de GMP.

De geproduceerde XMP wordt vervolgens een Amida -groep overgebracht (glutamine en ATP -afhankelijke reactie) door middel van de werking van het XMP -aminase -enzym, waarbij een monofosfaat- of GMP -guanosinemolecuul optreedt.

Omdat de meest actieve nucleotiden over het algemeen zijn.

Deze enzymen zijn specifieke kinasen (cinases) bekend als guanilato -kinasen en de defosfoquinase nucleoside.

In de reactie gekatalyseerd door de Guanilado Ciclasas fungeert de ATP als een fosfaatdonor voor de omzetting van de GMP in het BBP en ATP:

GMP + ATP → GDP + ADP

Difosfaatguanine -nucleotide (BBP) wordt vervolgens gebruikt als een substraat van een defosfoquinase nucleoside, dat ook ATP gebruikt als een fosfaatdonor voor de omzetting van de BBP in GTP:

Kan u van dienst zijn: relatieve overvloed

GDP + ATP → GTP + ADP

Synthese op andere manieren

Er zijn veel cellulaire metabole routes die GTP kunnen produceren, anders dan de biosynthetische route van novo. Deze doen dit meestal door de overdracht van fosfaatgroepen, van verschillende bronnen, naar de GMP- en BBP -voorlopers.

Functie

De GTP, als een nucleotide -fosfaat analoog aan de ATP, heeft talloze functies op cellulair niveau:

-Deelnemen aan de groei van microtubuli, die holle buizen zijn samengesteld uit een eiwit dat bekend staat als "tubuline" waarvan de polymeren het vermogen hebben om GTP te hydrolyseren, wat essentieel is voor verlenging of groei.

-Het is een essentiële factor voor GTP -eiwitten of GTP -bindende eiwitten, die functioneren als mediatoren in verschillende signaaltransductieprocessen die op hun beurt zijn gerelateerd met cyclische AMP en zijn signaalwaterval.

Deze signaleringsprocessen resulteren in de communicatie van de cel met hun omgeving en hun interne organellen, en zijn vooral belangrijk om de instructies uit te voeren die zijn gecodeerd in hormonen en andere belangrijke factoren bij zoogdieren.

Voorbeeld van deze signaalroutes van het grootste belang voor de cel is de regulatie van het enzym adenylaat cyclasa door zijn interactie met een G -eiwit

Functie In vitro

De GTP heeft veel functies die zijn aangetoond door experimenten In vitro In "cel -free" -systemen. Uit deze experimenten was het mogelijk om te bewijzen dat actief deelneemt aan:

-Eiwitsynthese in eukaryoten (zowel voor initiatie als voor peptide -verlenging)

-Stimulatie van eiwitglycosylatie

-De synthese van ribosomaal RNA in prokaryoten en eukaryoten

Kan u van dienst zijn: Immunofluorescentie: foundation, protocol en toepassingen

-De synthese van fosfolipiden, met name tijdens de synthese van diilglycerol

Vastberaden functies In vivo

Andere experimenten, maar in cellulaire systemen of In vivo Ze hebben de deelname van de GTP bewezen aan processen zoals:

-Sporulatie en activering van de sporen van verschillende soorten micro -organismen, prokaryoten en eukaryoten

-Ribosomale RNA -synthese in eukaryoten

-Onder andere.

Er is ook voorgesteld dat oncogene vooruitgang van normale cellen tot kankercellen verlies van controle over celgroei en proliferatie inhoudt, waarbij veel GTP-bindende eiwitten en quinase-eiwitten met specifieke GTP-afhankelijke activiteit deelnemen.

De GTP heeft ook stimulerende effecten op de import van eiwit naar de mitochondriale matrix, die direct gerelateerd is aan de hydrolyse ervan (meer dan 90% van de mitochondriale eiwitten wordt gesynthetiseerd door ribosomen in cytosol).

Referenties

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Essentiële celbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, k. (2000). Biochemie (3e ed.)). San Francisco, Californië: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: een centrale regulator van cellulair anabolisme. In B. Horecker & E. Stadtman (eds.)), Huidige onderwerpen in cellulaire regulering (Vol. 25, p. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, J. D. (1998). Biochemie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, n., & Pijn, D. (1998). GTP -hydrolyse -issentaat voor eiwitimport in de mitochondriale matrix. The Journal of Biological Chemistry, 273(3), 1420-1424.