trifosfat de guanozină o Guanozin trifosfat (GTP) este unul dintre numeroasele nucleotide fosfatice capabile să stocheze energie liberă ușor de utilizat pentru mai multe funcții biologice.
Spre deosebire de alte nucleotide fosfat înrudite, care furnizează de obicei energia necesară pentru a efectua o mare varietate de procese în diferite contexte celulare, unii autori au arătat că nucleotidele precum GTP, UTP (uridina trifosfat) și CTP (citidina trifosfat) furnizează energie în principal în procese anabolice.
În acest sens, Atkinson (1977) sugerează că GTP are funcții care implică activarea multor procese anabolice prin diferite mecanisme, lucru demonstrat în ambele sisteme in vitro Ce in vivo.
Energia conținută în legăturile lor, în special între grupările fosfat, este utilizată pentru a conduce unele procese celulare implicate în special în sinteză. Exemple în acest sens sunt sinteza proteinelor, replicarea ADN și transcrierea ARN, sinteza microtubulilor etc..
Indice articol
Așa cum este adevărat pentru nucleotidele adeninice (ATP, ADP și AMP), GTP are trei elemente incontestabile ca structură de bază:
-Un inel heterociclic de guanină (purină)
-Un zahăr pe bază de cinci carbon, riboză (inel furan) și
-Trei grupe fosfat atașate
Primul grup fosfat al GTP este atașat la carbonul 5 'al zahărului riboză și reziduul de guanină este atașat la această moleculă prin carbonul 1' al inelului ribofuranozei.
În termeni biochimici, această moleculă este o guanozină 5'-trifosfat, mai bine descrisă ca purină trifosfat sau, cu denumirea sa chimică, 9-β-D-ribofuranozilguanină-5'-trifosfat..
GTP poate fi sintetizat de novo în multe eucariote din acid inosinic (inozină 5'-monofosfat, IMP), una dintre ribonucleotidele utilizate pentru sinteza purinelor, care sunt unul dintre cele două tipuri de baze azotate care alcătuiesc ADN-ul și alte molecule.
Acest compus, acidul inosinic, este un punct important nu numai pentru sinteza purinelor, ci și pentru sinteza nucleotidelor fosfat ATP și GTP..
Sinteza nucleotidelor de fosfat de guanozină (GMP, GDP și GTP: mono-, di- și trifosfat de guanozină, respectiv) începe cu hidroxilarea dependentă de NAD + a inelului purinic al IMP, formând compusul intermediar xantozină monofosfat (XMP).
Această reacție este catalizată de o enzimă cunoscută sub numele de IMP dehidrogenază, care este reglată alosteric de GMP..
O grupare amidică este apoi transferată la XMP astfel produsă (glutamină și reacție dependentă de ATP) prin acțiunea enzimei XMP aminază, unde se produce o moleculă de guanozină monofosfat sau GMP..
Deoarece cele mai active nucleotide sunt, în general, nucleotide trifosfat, există enzime responsabile de transferul grupărilor fosfat la moleculele GMP care sunt generate în calea descrisă mai jos..
Aceste enzime sunt kinaze specifice dependente de ATP (kinaze) cunoscute sub numele de guanilat kinaze și nucleozide difosfokinaze..
În reacția catalizată de guanilat ciclasele, ATP acționează ca un donator de fosfat pentru conversia GMP în PIB și ATP:
GMP + ATP → PIB + ADP
Nucleotida de guanină difosfat (PIB) este utilizată ulterior ca substrat pentru o nucleozid difosfocinază, care folosește și ATP ca donator de fosfat pentru conversia PIB în GTP:
PIB + ATP → GTP + ADP
Există multe căi metabolice celulare capabile să producă GTP, altele decât calea biosintetică de novo. Acestea o fac de obicei prin transferul grupelor de fosfați, provenind din surse diferite, către precursorii GMP și PIB..
GTP, ca nucleotid de fosfat analog cu ATP, are nenumărate funcții la nivel celular:
-Participă la creșterea microtubulilor, care sunt tuburi goale compuse dintr-o proteină cunoscută sub numele de „tubulină” ai cărei polimeri au capacitatea de a hidroliza GTP, care este esențială pentru alungirea sau creșterea sa..
-Este un factor esențial pentru proteinele G sau proteinele care leagă GTP, care funcționează ca mediatori în diferite procese de transducție a semnalului care sunt legate, la rândul lor, de AMP ciclic și cascadele sale de semnalizare..
Aceste procese de semnalizare duc la comunicarea celulei cu mediul înconjurător și a organelor interne între ele și sunt deosebit de importante pentru îndeplinirea instrucțiunilor codificate în hormoni și alți factori importanți la mamifere..
Un exemplu al acestor căi de semnalizare de mare importanță pentru celulă este reglarea enzimei adenilat ciclază prin interacțiunea sa cu o proteină G.
GTP are multe funcții care au fost demonstrate prin experimente in vitro în sistemele „fără celule”. Din aceste experimente s-a putut demonstra că participă activ la:
-Sinteza proteinelor în eucariote (atât pentru inițierea, cât și pentru alungirea peptidelor)
-Stimularea glicozilării proteinelor
-Sinteza ARN-ului ribozomal în procariote și eucariote
-Sinteza fosfolipidelor, în special în timpul sintezei diacilglicerolului
Alte experimente, dar în sistemele celulare o in vivo au verificat participarea GTP la procese precum:
-Sporularea și activarea sporilor diferitelor clase de microorganisme, procariote și eucariote
-Sinteza ARN-ului ribozomal în eucariote
-Printre altele.
De asemenea, s-a propus că progresul oncogen de la celulele normale la celulele canceroase implică pierderea controlului asupra creșterii și proliferării celulare, implicând multe proteine care leagă GTP și protein kinaze cu activitate specifică GTP-dependentă..
GTP are, de asemenea, efecte stimulatoare asupra importului de proteine în matricea mitocondrială, care este direct legată de hidroliza sa (mai mult de 90% din proteinele mitocondriale sunt sintetizate de ribozomi în citosol).
Nimeni nu a comentat acest articol încă.