Guanosin trifosfát, jako nukleosid trifosfát, je spolu s důležitým zásobníkem energie v organismu adenosin trifosfát. Poskytuje hlavně energii během anabolických procesů. Kromě toho aktivuje mnoho biomolekul.
Co je guanosin trifosfát?
Guanosin trifosfát (GTP) představuje nukleosid trifosfát složený z nukleotidové báze guaninu, cukr želatina, a tři fosfát zbytky spojené anhydridovými vazbami. Guanin je glykosidicky vázán želatinaa ribóza je zase spojena s trojitým fosfát zbytek pomocí esterifikace. Anhydridová vazba třetí fosfát skupina na druhou fosfátovou skupinu je velmi energická. Po štěpení této fosfátové skupiny, GTP, jako u analogické sloučeniny adenosin trifosfát (ATP), poskytuje mnoho energie pro určité reakce a přenos signálu. GTP se tvoří buď jednoduchou fosforylací z GDP (guanosin diphoshate), nebo trojitou fosforylací guanosinu. V tomto procesu fosfátové skupiny pocházejí z ATP i z přenosových reakcí uvnitř kyselina citronová cyklus. Výchozím materiálem guanosin je nukleosid guaninu a želatina. GTP se převádí na GMP (guanosinmonofosfát) uvolněním dvou fosfátových skupin. Jako nukleotid je tato sloučenina stavebním kamenem kyselina ribonukleová. V izolovaném stavu mimo tělo je GTP bezbarvá pevná látka. V těle plní mnoho funkcí jako transportér energie a dodavatel fosfátů.
Funkce, akce a role
Kromě známějšího ATP je GTP také zodpovědný za mnoho reakcí přenosu energie. Mnoho buněčných metabolických reakcí může probíhat pouze pomocí přenosu energie guanosin trifosfátem. Stejně jako u ATP je vazba třetího fosfátového zbytku na druhý fosfátový zbytek velmi energeticky bohatá a srovnatelná s jeho energetickým obsahem. GTP však katalyzuje jiné metabolické dráhy než ATP. GTP získává svoji energii v rámci kyselina citronová cyklus od rozpadu sacharidy a tuky. Je také možné přenášet energii z ATP na GDP pod přenosem fosfátové skupiny. To má za následek tvorbu ADP a GTP. Guanosin trifosfát aktivuje mnoho sloučenin a metabolických drah. Například je odpovědný za aktivaci G-Proteinů. G Proteinů jsou proteiny, které mohou vázat GTP. To jim umožňuje přenášet signály přes receptory spojené s G-proteinem. Jedná se o signály pro čich, vidění nebo krev regulace tlaku. GTP stimuluje signální transdukci v buňce tím, že pomáhá při přenosu důležitých signálních látek nebo iniciuje signální kaskádu stimulací G molekuly pod přenosem energie. Kromě toho nemůže dojít k biosyntéze bílkovin bez GTP. Prodloužení řetězce polypeptidového řetězce probíhá s vstřebávání energie odvozené z přeměny GTP na HDP. Přeprava mnoha látek, včetně membrány Proteinů, na membrány je také významně regulován GTP. GTP dále regeneruje ADP zpět na ATP pod přenosem fosfátového zbytku. Aktivuje také cukry manózu a fukózu a tvoří ADP-manózu a ADP-fukózu. Důležitou funkcí GTP nadále zůstává jeho účast na shromažďování RNA a DNA. GTP je také nepostradatelný pro transport látek mezi jádrem buňky a cytoplazmou. Je třeba také zmínit, že GTP je výchozí materiál pro tvorbu cyklického GMP (cGMP). Sloučenina cGMP je signální molekula a je odpovědná mimo jiné za vizuální transdukci signálu. V ledvina a střevo, řídí transport iontů. Vysílá signál pro dilataci krev plavidla a průdušky. Nakonec se předpokládá, že se podílí na vývoji mozek funkce.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Guanosin trifosfát se nachází ve všech buňkách organismu. Je nepostradatelný jako sklad energie, vysílač fosfátových skupin a stavební blok pro stavbu nukleové kyseliny. V rámci metabolismu se vyrábí z guanosinu, guanosinmonofosfátu (GMP) nebo guanosin difosfátu (GDP). GMP je nukleotid o kyselina ribonukleová. Z toho lze také získat. Je však také možná nová syntéza v organismu. Vazba dalších fosfátových skupin na fosfátovou skupinu esterifikovanou na ribóze je vždy možná pouze s výdajem energie. Zejména anhydridová vazba třetí fosfátové skupiny na druhou zahrnuje vysoký energetický vstup, protože se hromadí elektrostatické odpudivé síly které jsou distribuovány po celé molekule. napětí v molekule se tvoří, které se při kontaktu s ní přenášejí na odpovídající cílovou molekulu a uvolňují fosfátovou skupinu. V cílové molekule dochází ke konformačním změnám, které spouštějí odpovídající reakce nebo signály.
Nemoci a poruchy
Pokud signální transdukce v buňce neprobíhá správně, může dojít k řadě onemocnění. Velký význam pro signální transdukci v kontextu funkce GTP mají G proteiny. G proteiny představují heterogenní skupinu proteinů, které mohou přenášet signály vazbou na GTP. To spouští signalizační kaskádu, která je také zodpovědná za neurotransmitery a hormonů nabývají účinku připojením k receptorům spojeným s G proteinem. Mutace v G proteinech nebo jejich přidružených receptorech často narušují signální transdukci a jsou příčinou určitých onemocnění. Například fibrózní dysplázie nebo Albrighova kostní dystrofie (pseudohypoparatyreóza) jsou způsobeny mutací G proteinu. U této nemoci existuje rezistence vůči parathormonu. To znamená, že tělo na tento hormon nereaguje. Parathormony je zodpovědný za vápník metabolismus a tvorba kostí. Porucha tvorby kostí vede k myxomům kosterních svalů nebo funkční poruchy z srdce, slinivka břišní, játra a štítná žláza, v akromegaliena druhou stranu existuje rezistence na růstový hormon uvolňující hormon, takže se růstový hormon nekontrolovatelně uvolňuje, což způsobuje zvýšený růst končetin a vnitřní orgány.
