Guanosín Triffosphat (GTP) Struktur, Synthese, Funktionen

Er Guanosín Triffosphat o Guanosin -Triffosphat (GTP) ist einer der vielen Phosphat -Nukleotide, die freie Energie speichern können, die für mehrere biologische Funktionen leicht verwendet werden kann.

Im Gegensatz zu anderen verwandten Phosphat -Nukleotiden, die normalerweise die notwendige Energie bieten, um eine Vielzahl von Prozessen in verschiedenen zellulären Kontexten auszuführen Prozesse.

Chemische Struktur von Guanosín Tryngosphat oder GTP (Quelle: Cacycle, über Wikimedia Commons)

In diesem Sinne schlägt Atkinson (1977) vor, dass das GTP Funktionen hat, die die Aktivierung vieler anabolischer Prozesse durch verschiedene Mechanismen beinhalten, die in beiden Systemen demonstriert wurden In vitro als In vivo.

Die in ihren Bindungen enthaltene Energie, insbesondere in Phosphatgruppen, wird verwendet, um einige zelluläre Prozesse zu steigern, die insbesondere an der Synthese beteiligt sind. Beispiel hierfür sind die Synthese von Protein, Replikation von DNA und Transkription von RNA, die Synthese von Mikrotubuli usw.

[TOC]

Struktur

Wie bei Adeninsukleotiden (ATP, ADP und AMP) ist der GTP als grundlegende Struktur drei unbestreitbare Elemente auf:

-Ein heterocyclischer Guaninring (Purine)

-Ein Fünf -Kohlenstoff -Basiszucker, der Ribose (wütender Ring) und

-Drei Vereinigte Phosphatgruppen

Die erste GTP -Phosphatgruppe ist mit dem 5' -Kohlenstoff aus Ribosezucker verbunden und der Guaninrest bindet an dieses Molekül durch Kohlenstoff in Position 1 'des Ribofuranosa -Rings.

In biochemischer Begriff.

Kann Ihnen dienen: Paläoanthropologie: Objekt der Studie, Geschichte, Methoden

Synthese

Der GTP kann synthetisiert werden von novo In vielen Eukaryoten aus der Inosinsäure (Inosin 5'-Monophosphat, Imp), einer der Ribonukleotide, die für die Synthese der Purine verwendet werden, die eine der beiden Arten von stickstoffhaltigen Basen sind.

Diese Verbindung, Inosinsäure, ist ein wichtiger Zweigpunkt nicht nur für die Synthese von Purinen, sondern auch für die Synthese der Nucleotide ATP- und GTP -Phosphat.

Guanosinphosphat-Nucleotide-Synthese (GMP, BIP und GTP: Mono- und Guanosin-Triffose.

Diese Reaktion wird durch ein als IM -Dehydrogenase bekanntes Enzym katalysiert, das alostérisch vom GMP reguliert wird.

Der produzierte XMP wird dann eine Amida -Gruppe (Glutamin- und ATP -abhängige Reaktion) über die Wirkung des XMP -Aminase -Enzyms übertragen, wobei ein Monophosphat- oder GMP -Guanosinmolekül auftritt.

Da sind die aktivsten Nukleotide im Allgemeinen.

Diese Enzyme sind spezifische Kinasen (Cinasen).

In der von den Guanilado Ciclasas katalysierten Reaktion fungiert der ATP als Phosphatspender für die Umwandlung des GMP im BIP und ATP:

GMP + ATP → BIP + ADP

Diphosphat -Guanin -Nukleotid (BIP) wird anschließend als Substrat eines Defosphochinase -Nukleosids verwendet, das auch ATP als Phosphatspender für die Umwandlung des BIP in GTP verwendet:

Kann Ihnen dienen: relative Häufigkeit

BIP + ATP → GTP + ADP

Synthese nach anderen Wegen

Es gibt viele zelluläre Stoffwechselwege, die GTP -Unterschiede von der Biosynthese -Route erzeugen können von novo. Diese tun dies normalerweise durch den Transfer von Phosphatgruppen, von verschiedenen Quellen auf die GMP- und BIP -Vorläufer.

Funktionen

Der GTP als Nukleotidphosphat analog zum ATP hat unzählige Funktionen auf zellulärer Ebene:

-Nehmen Sie am Wachstum von Mikrotubuli teil, bei denen es sich um hohle Röhrchen handelt, die aus einem Protein, das als "Tubulin" bekannt ist, bestehen.

-Es ist ein wesentlicher Faktor für GTP -Proteine ​​oder GTP -Bindungsproteine, die als Mediatoren in verschiedenen Signaltransduktionsprozessen fungieren.

Diese Signalprozesse führen zur Kommunikation der Zelle mit ihrer Umgebung und ihren internen Organellen und sind besonders wichtig, um die in Hormonen und anderen wichtigen Faktoren bei Säugetieren codierten Anweisungen durchzuführen.

Beispiel für diese Signalwege von größter Bedeutung für die Zelle ist die Regulation des Enzyms Adenylatcyclasa durch seine Wechselwirkung mit einem G -Protein

Funktionen In vitro

Der GTP hat viele Funktionen, die durch Experimente demonstriert wurden In vitro In "Cell -frei" -Systemen. Aus diesen Experimenten war es möglich zu beweisen, dass sich aktiv an:

-Proteinsynthese in Eukaryoten (sowohl zur Initiierung als auch zur Peptidverlängerung)

-Stimulation der Proteinglykosylierung

-Die Synthese der ribosomalen RNA in Prokaryoten und Eukaryoten

Kann Ihnen dienen: Immunfluoreszenz: Foundation, Protokoll und Anwendungen

-Die Synthese von Phospholipiden, insbesondere während der Synthese von Dicilglycerol

Bestimmte Funktionen In vivo

Andere Experimente, aber in zellulären Systemen oder In vivo Sie haben die Teilnahme des GTP an Prozessen wie:

-Sporulation und Aktivierung der Sporen verschiedener Arten von Mikroorganismen, Prokaryoten und Eukaryoten

-Ribosomale RNA -Synthese in Eukaryoten

-Unter anderem.

Es wurde auch vorgeschlagen, dass der onkogene Fortschritt normaler Zellen zu Krebszellen den Kontrollverlust über Zellwachstum und Proliferation beinhaltet.

Der GTP hat auch stimulierende Wirkungen auf die Einfuhr von Protein in Richtung der mitochondrialen Matrix, die in direktem Zusammenhang mit seiner Hydrolyse steht (mehr als 90% der mitochondrialen Proteine ​​werden durch Ribosomen in Cytosol synthetisiert).

Verweise

1. Alberts, geb., Dennis, geb., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Essentielle Zellbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, k. (2000). Biochemie (3. Aufl.). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: Ein zentraler Regulator des zellulären Anabolismus. In b. Horecker & e. Stadtman (Hrsg.), Aktuelle Themen in der zellulären Regulation (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., & Schmerz, D. (1998). GTP -Hydrolyse -Issential für Proteinimport in die mitochondriale Matrix. Das Journal of Biological Chemistry, 273(3), 1420-1424.