Guanosintriphosphat

Guanosintriphosphat Som nukleosidtriphosphat er adenosintriphosphat en vigtig energilager i organismen. Det leverer hovedsageligt energi under anabolske processer. Det aktiverer også mange biomolekyler.

Hvad er guanosintriphosphat?

Guanosintriphosphat (GTP) repræsenterer et nukleosid-triphosphat, der er sammensat af nukleotidbase guanin, sukkerribosen og tre fosfatrester bundet sammen med anhydridbindinger.

I dette tilfælde er guanin glycosidisk bundet til ribose, og ribosen er på sin side bundet til tredobbelt phosphatresten via en forestring. Anhydridbindingen fra den tredje phosphatgruppe til den anden phosphatgruppe er meget energisk. Når denne fosfatgruppe opdeles, tilvejebringer GTP en masse energi til visse reaktioner og signaltransduktioner, som med den analoge forbindelse adenosintriphosphat (ATP).GTP dannes enten ved simpel phosphorylering fra BNP (guanosindiphosphat) eller ved tredobbelt fosforylering af guanosin.

Fosfatgrupperne kommer fra både ATP og overføringsreaktioner inden for citronsyrecyklussen. Råmaterialet guanosin er et nukleosid lavet af guanin og ribose. GTP omdannes til GMP (guanosin monophosphat) ved frigivelse af to phosphatgrupper. Som et nukleotid repræsenterer denne forbindelse en byggesten af ​​ribonukleinsyre. Når den isoleres uden for kroppen, er GTP et farveløst fast stof. I kroppen udfører den mange funktioner som energisender og fosfatleverandør.

Funktion, effekt og opgaver

Ud over den mere kendte ATP er GTP også ansvarlig for mange energioverførende reaktioner. Mange cellulære metaboliske reaktioner kan kun finde sted ved hjælp af energioverførsel gennem guanosintriphosfat.

Ligesom med ATP er bindingen af ​​den tredje phosphatrest til den anden phosphatrest meget energi og er sammenlignelig med dens energiindhold. Imidlertid katalyserer GTP forskellige metaboliske veje end ATP. GTP får sin energi fra nedbrydningen af ​​kulhydrater og fedt inden for citronsyrecyklus. En energioverførsel fra ATP til BNP med overførsel af en fosfatgruppe er også mulig. Dette skaber ADP og GTP. Guanosintriphosphat aktiverer mange forbindelser og metaboliske veje. Så det er ansvarligt for at aktivere G-proteiner. G-proteiner er proteiner, der kan binde GTP.

Dette gør dem i stand til at transmittere signaler via G-protein-associerede receptorer. Dette er signaler til at lugte, se eller regulere blodtrykket. GTP stimulerer signaltransduktion i cellen ved at hjælpe overførslen af ​​vigtige signalstoffer eller ved at stimulere G-molekylerne med energioverførsel, der initierer en signalkaskade. Yderligere kan proteinbiosyntese ikke finde sted uden GTP. Kædeforlængelsen af ​​polypeptidkæden finder sted med optagelsen af ​​energi, der opnås fra omdannelsen af ​​GTP til BNP. Transporten af ​​mange stoffer, inklusive membranproteiner, til membranerne er også stort set reguleret af GTP.

GTP regenererer også ADP til ATP med overførslen af ​​en phosphatrest. Det aktiverer også sukkeret mannose og fucose, hvorved der dannes ADP-mannose og ADP-fucose. En anden vigtig funktion af GTP er dens deltagelse i konstruktionen af ​​RNA og DNA. GTP er også vigtig for transport af stoffer mellem kernen og cytoplasmaet. Det skal også nævnes, at GTP er udgangsmaterialet til dannelse af cyklisk GMP (cGMP).

Forbindelsen cGMP er et signalmolekyle og er blandt andet ansvarlig for visuel signaltransduktion. Det kontrollerer iontransport i nyrer og tarme. Det sender signalet for blodkar og bronchier til at udvides. Når alt kommer til alt antages det at være involveret i udviklingen af ​​hjernefunktion.

Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier

Guanosintriphosphat forekommer i alle celler i organismen. Det er uundværligt som energilager, phosphatgruppebærer og byggesten til konstruktion af nukleinsyrer. Som en del af stofskiftet er det lavet af guanosin, guanosin monophosphate (GMP) eller guanosindiphosphat (BNP). GMP er et nukleotid af ribonukleinsyre. Det kan også gendannes fra dette. Imidlertid er en ny syntese i organismen også mulig.

Bindingen af ​​yderligere phosphatgrupper til phosphatgruppen forestret på ribosen er kun mulig med et energiforbrug. Anhydridbindingen af ​​den tredje phosphatgruppe til den anden betyder især en høj energiforbrug, fordi der opbygges elektrostatiske frastødende kræfter, der er fordelt over hele molekylet. Der udvikles spændinger inden i molekylet, som ved kontakt med det tilsvarende målmolekyle overføres til sidstnævnte, hvilket frigiver en phosphatgruppe. Konformationelle ændringer forekommer i målmolekylet, som udløser de tilsvarende reaktioner eller signaler.

Sygdomme og lidelser

Hvis signaloverførslen ikke finder sted korrekt i cellen, kan der opstå en række sygdomme. I forbindelse med funktionen af ​​GTP er G-proteinerne af stor betydning for signaltransport.

G-proteiner repræsenterer en heterogen gruppe proteiner, der kan transmittere signaler ved at binde til GTP. En signalkaskade udløses, som også er ansvarlig for det faktum, at neurotransmittere og hormoner bliver effektive ved docking på G-protein-associerede receptorer. Mutationer i G-proteiner eller deres tilknyttede receptorer forstyrrer ofte signaloverførsel og er årsagen til visse sygdomme. For eksempel udløses fibrøs dysplasi eller Albrigh knogledystrofi (pseudohypoparathyroidism) af mutationen af ​​et G-protein. Denne sygdom er resistent over for parathyreoideahormon.

Det vil sige, kroppen reagerer ikke på dette hormon. Parathyroidhormon er ansvarlig for calciummetabolisme og knogledannelse. Knoglestrukturforstyrrelsen fører til myxomer i knoglemusklerne eller dysfunktion i hjertet, bugspytkirtlen, leveren og skjoldbruskkirtlen. Ved akromegali er derimod en modstand mod frigivelseshormon for væksthormon, så væksthormonet frigøres på en ukontrolleret måde og dermed forårsager øget vækst af lemmer og indre organer.