Struktura Triffosforan Guanosín (GTP), synteza, funkcje

On Triffosforan Guanosín o Triffosforan guanozyny (GTP) jest jednym z wielu nukleotydów fosforanowych zdolnych do przechowywania swobodnej energii łatwo użytecznej dla wielu funkcji biologicznych.

W przeciwieństwie do innych powiązanych nukleotydów fosforanowych, które zwykle zapewniają niezbędną energię do wykonania szerokiej gamy procesów w różnych kontekstach komórkowych, niektórzy autorzy wykazali, że nukleotydy, takie jak GTP, UTP (tryngosforan urydyny) i CTP (Triffose Cytidyna) zapewniają energię głównie w anabolicznej procesy.

Struktura chemiczna guanosín tryngosforan lub GTP (Źródło: Cacycle, przez Wikimedia Commons)

W tym sensie Atkinson (1977) sugeruje, że GTP ma funkcje, które obejmują aktywację wielu procesów anabolicznych poprzez różne mechanizmy, które zostały wykazane w systemach zarówno In vitro Jak In vivo.

Energia zawarta w ich wiązaniach, szczególnie wśród grup fosforanowych, jest wykorzystywana do zwiększenia niektórych procesów komórkowych szczególnie zaangażowanych w syntezę. Przykładem tego jest synteza białka, replikacja DNA i transkrypcja RNA, synteza mikrotubul itp.

[TOC]

Struktura

Jak jest to prawda w przypadku nukleotydów adeniny (ATP, ADP i AMP), GTP ma jako podstawową strukturę trzy niepodważalne elementy:

-Heterocykliczny pierścień guaniny (puryna)

-Pięciokrętowy cukier podstawowy, ryboza (wściekły pierścień) i

-Trzy zjednoczone grupy fosforanowe

Pierwsza grupa fosforanowa GTP jest powiązana z węglem cukru rybozy 5 ', a pozostałość guaniny wiąże się z tą cząsteczką przez węgiel w pozycji 1' pierścienia rybofuranosowego.

W kategoriach biochemicznych cząsteczka ta jest guanozyną 5'riffosforanu, lepiej opisaną jako Tryfifous Puryna lub, o jej nazwie chemicznej, 9-β-D-libofuranosylguaniny-5'-trifosforan.

Może ci służyć: paleoantropologia: obiekt studiów, historia, metody

Synteza

GTP można zsyntetyzować Novo W wielu eukariotach z kwasu inozyny (inozyny 5'-monofosforan, IMP) jeden z rybonukleotydów stosowanych do syntezy purynów, które są jednym z dwóch rodzajów zasad azotowych, z których DNA i inne cząsteczki są skomponowane.

Ten związek, kwas inozynowy, jest ważnym punktem rozgałęzienia nie tylko dla syntezy puryn, ale także dla syntezy nukleotydów ATP i fosforanu GTP.

Synteza nukleotydów fosforanu guanozyny (GMP, PKB i GTP: Tryffoza mono- i guanozyny.

Ta reakcja jest katalizowana przez enzym znany jako dehydrogenaza IM, który jest regulowany alostérycznie przez GMP.

Wytworzony XMP jest następnie przenoszony grupę amida (reakcja glutaminy i ATP) za pomocą działania enzymu aminazy XMP, w którym występuje monofosforan lub cząsteczka guanozyny GMP.

Ponieważ najbardziej aktywne nukleotydy są ogólnie.

Te enzymy są kinazami specyficznymi (kinami) znanymi jako kinazy guanilato.

W reakcji katalizowanej przez guanilado ciclasas ATP działa jako dawca fosforanowy do konwersji GMP w PKB i ATP:

GMP + ATP → PKB + ADP

Dyphosforan guanine nukleotyd (PKB) jest następnie stosowany jako substrat nukleozydu defosfochinazy, który również wykorzystuje ATP jako dawcę fosforanu do konwersji PKB na GTP:

Może ci służyć: względna obfitość

PKB + ATP → GTP + ADP

Synteza na inne sposoby

Istnieje wiele komórkowych dróg metabolicznych zdolnych do wytwarzania GTP różniących się od trasy biosyntetycznej Novo. Zwykle robią to poprzez przenoszenie grup fosforanowych, z różnych źródeł, w kierunku prekursorów GMP i PKB.

Funkcje

GTP, jako fosforan nukleotydowy analogiczny do ATP, ma niezliczone funkcje na poziomie komórkowym:

-Uczestnicz we wzroście mikrotubul, które są pustymi rurkami złożonymi z białka znanego jako „tubulina”, którego polimery mają zdolność do hydrolizatora GTP, co jest niezbędne do wydłużenia lub wzrostu.

-Jest to niezbędny czynnik dla białek GTP lub białek wiążących GTP, które działają jako mediatory w różnych procesach transdukcji sygnałów, które z kolei są powiązane z cyklicznym wzmacniaczem i jego wodospadami sygnalizacyjnymi.

Te procesy sygnalizacyjne powodują przekazanie komórki z ich środowiskiem i ich wewnętrznymi organellami i są szczególnie ważne dla wykonywania instrukcji zakodowanych w hormonach i innych ważnych czynnikach u ssaków.

Przykładem tych dróg sygnalizacyjnych o najwyższym znaczeniu dla komórki jest regulacja enzymatycznej cyklasy adenylanowej poprzez interakcję z białkiem G

Funkcje In vitro

GTP ma wiele funkcji, które zostały wykazane przez eksperymenty In vitro W systemach „bezbłędnie”. Na podstawie tych eksperymentów można było udowodnić, że aktywnie uczestniczy w:

-Synteza białek u eukariotów (zarówno dla inicjacji, jak i wydłużania peptydu)

-Stymulacja glikozylacji białek

-Synteza rybosomalnego RNA u prokariotów i eukariotów

Może ci służyć: immunofluorescencja: fundament, protokół i aplikacje

-Synteza fosfolipidów, szczególnie podczas syntezy diaclicerolu

Określone funkcje In vivo

Inne eksperymenty, ale w układach komórkowych lub In vivo Udowodnili udział GTP w procesach takich jak:

-Sporylacja i aktywacja zarodników różnych rodzajów mikroorganizmów, prokariotów i eukariontów

-Rybosomalna synteza RNA u eukariotów

-M.in.

Zaproponowano również, że postęp onkogenny normalnych komórek do komórek rakowych obejmuje utratę kontroli nad wzrostem i proliferacją komórek, w których uczestniczy wiele białek wiążących GTP i białek chinazy o specyficznej aktywności zależnej od GTP.

GTP ma również stymulujący wpływ na import białka w kierunku matrycy mitochondrialnej, która jest bezpośrednio związana z jej hydrolizą (ponad 90% białek mitochondrialnych jest syntetyzowane przez rybosomy w cytosolu).

Bibliografia

1. Alberts, ur., Dennis, ur., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Niezbędna biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemia (3 wyd.). San Francisco, Kalifornia: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: centralny regulator anabolizmu komórkowego. W b. Horecker i e. Stadtman (red.), Obecne tematy w regulacji komórkowej (Tom. 25, s. 1. 183). Academic Press, Inc.
4. Rawn, J. D. (1998). Biochemia. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, N., I ból, D. (1998). Hydroliza GTP dla importu białka INTE INTEM MATRIX MITOCHONDrial. The Journal of Biological Chemistry, 273(3), 1420-1424.