Struktur triffosphate (GTP) Guanosín, sintesis, fungsi

Dia Guanosín Triffosphate O Guanosine Triffosphate (GTP) adalah salah satu daripada banyak nukleotida fosfat yang mampu menyimpan tenaga bebas yang mudah digunakan untuk pelbagai fungsi biologi.

Tidak seperti nukleotida fosfat lain yang berkaitan, yang biasanya memberikan tenaga yang diperlukan untuk melaksanakan pelbagai proses dalam konteks selular yang berlainan, beberapa penulis telah menunjukkan bahawa nukleotida seperti GTP, UTP (uridine tryngosphate) dan CTP (triffose citidine) menyediakan tenaga terutamanya dalam anabolik proses.

Struktur Kimia Guanosín Tryngosphate atau GTP (Sumber: Cacycle, melalui Wikimedia Commons)

Dalam pengertian ini, Atkinson (1977) menunjukkan bahawa GTP mempunyai fungsi yang melibatkan pengaktifan banyak proses anabolik melalui mekanisme yang berbeza, yang telah ditunjukkan dalam sistem kedua -duanya In vitro sebagai Dalam vivo.

Tenaga yang terkandung dalam ikatan mereka, terutamanya di kalangan kumpulan fosfat, digunakan untuk meningkatkan beberapa proses selular terutama yang terlibat dalam sintesis. Contohnya ialah sintesis protein, replikasi DNA dan transkripsi RNA, sintesis microtubules, dll.

[TOC]

Struktur

Seperti yang berlaku untuk nukleotida adenine (ATP, ADP dan AMP), GTP mempunyai struktur asas tiga elemen yang tidak dapat dipertikaikan:

-Cincin guanine heterosiklik (purine)

-Gula asas lima karbon, ribosa (cincin marah) dan

-Tiga kumpulan fosfat bersatu

Kumpulan fosfat GTP pertama dikaitkan dengan 5 karbon gula ribosa dan sisa guanine mengikat molekul ini melalui karbon dalam kedudukan 1 'cincin ribofuranosa.

Dalam istilah biokimia, molekul ini adalah guanosin 5'-triffosphate, lebih baik digambarkan sebagai purine tryphyphous atau, dengan nama kimianya, 9-β-d-lribofuranosylguanine-5'-trifosphate.

Boleh melayani anda: paleoantropologi: objek kajian, sejarah, kaedah

Sintesis

GTP boleh disintesis daripada Novo Dalam banyak eukariota dari asid inosin (inosin 5'-monophosphate, IMP), salah satu ribonukleotida yang digunakan untuk sintesis purin, yang merupakan salah satu daripada dua jenis asas nitrogen yang mana DNA dan molekul lain terdiri.

Kompaun ini, asid inosinik, adalah titik cawangan penting bukan sahaja untuk sintesis purin, tetapi juga untuk sintesis nukleotida ATP dan GTP fosfat.

Sintesis nukleotida fosfat guanosine (GMP, KDNK dan GTP: Mono-, dan Guanosine Triffose.

Reaksi ini dipangkin oleh enzim yang dikenali sebagai im dehidrogenase, yang dikawal selia secara alostérically oleh GMP.

XMP yang dihasilkan kemudiannya dipindahkan kumpulan amida (glutamin dan tindak balas bergantung ATP) dengan tindakan enzim enzim aminase XMP, di mana molekul guanosin monophosphate atau GMP berlaku.

Oleh kerana nukleotida paling aktif secara amnya.

Enzim -enzim ini adalah kinase khusus (pawagam) yang dikenali sebagai kinase guanilato dan nukleosida defosphoquinase.

Dalam reaksi yang dikatalisis oleh guanilado ciclasas, ATP bertindak sebagai penderma fosfat untuk penukaran GMP dalam KDNK dan ATP:

GMP + ATP → KDNK + ADP

Diphosphate nukleotida guanine (KDNK) kemudiannya digunakan sebagai substrat nukleosida defosphoquinase, yang juga menggunakan ATP sebagai penderma fosfat untuk penukaran KDNK ke GTP:

Boleh melayani anda: kelimpahan relatif

KDNK + ATP → GTP + ADP

Sintesis dengan cara lain

Terdapat banyak laluan metabolik selular yang mampu menghasilkan GTP berbeza dari laluan biosintetik daripada Novo. Ini biasanya berbuat demikian melalui pemindahan kumpulan fosfat, dari sumber yang berbeza, ke arah prekursor GMP dan KDNK.

Fungsi

GTP, sebagai fosfat nukleotida yang sama dengan ATP, mempunyai banyak fungsi di peringkat selular:

-Mengambil bahagian dalam pertumbuhan microtubules, yang merupakan tiub berongga yang terdiri daripada protein yang dikenali sebagai "tubulin" yang polimernya mempunyai keupayaan untuk hydrolyzar GTP, yang penting untuk pemanjangan atau pertumbuhan.

-Ini adalah faktor penting untuk protein GTP atau protein mengikat GTP, yang berfungsi sebagai mediator dalam pelbagai proses transduksi isyarat yang berkaitan, seterusnya, dengan amp kitaran dan air terjunnya isyaratnya.

Proses isyarat ini menghasilkan komunikasi sel dengan persekitaran mereka dan organel dalaman mereka, dan sangat penting untuk menjalankan arahan yang dikodkan dalam hormon dan faktor penting lain dalam mamalia.

Contoh laluan isyarat yang paling penting untuk sel adalah peraturan enzim adenylate cyclasa melalui interaksi dengan protein G

Fungsi In vitro

GTP mempunyai banyak fungsi yang telah ditunjukkan melalui eksperimen In vitro Dalam sistem "sel -bebas". Dari eksperimen ini, telah mungkin untuk membuktikan bahawa secara aktif mengambil bahagian dalam:

-Sintesis protein dalam eukariota (kedua -duanya untuk permulaan dan pemanjangan peptida)

-Stimulasi glikosilasi protein

-Sintesis RNA ribosom dalam prokariot dan eukariot

Boleh melayani anda: immunofluorescence: asas, protokol dan aplikasi

-Sintesis fosfolipid, terutamanya semasa sintesis diacilglycerol

Fungsi yang ditentukan Dalam vivo

Eksperimen lain, tetapi dalam sistem selular atau Dalam vivo Mereka telah membuktikan penyertaan GTP dalam proses seperti:

-Sporulasi dan pengaktifan spora pelbagai jenis mikroorganisma, prokariot dan eukariot

-Sintesis RNA ribosom dalam eukariota

-Antara yang lain.

Ia juga telah dicadangkan bahawa kemajuan onkogenik sel normal ke sel-sel kanser melibatkan kehilangan kawalan ke atas pertumbuhan sel dan percambahan, di mana banyak protein GTP yang mengikat dan protein quinase dengan aktiviti yang bergantung kepada GTP tertentu mengambil bahagian.

GTP juga mempunyai kesan merangsang pengimportan protein ke arah matriks mitokondria, yang secara langsung berkaitan dengan hidrolisisnya (lebih daripada 90% protein mitokondria disintesis oleh ribosom dalam sitosol).

Rujukan

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Biologi sel penting. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Mathews, c., Van holde, k., & Ahern, k. (2000). Biokimia (Edisi ke -3.). San Francisco, California: Pearson.
3. Pall, m. (1985). GTP: Pengatur Pusat Anabolisme Selular. Dalam b. Horecker & e. Stadtman (eds.), Topik semasa dalam peraturan selular (Vol. 25, ms. 183). Akademik Press, Inc.
4. Rawn, j. D. (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
5. Sepuri, n. B. V, Schu, n., & Kesakitan, D. (1998). GTP Hydrolysis Issential untuk Import Protein Inte Matriks Mitokondria. Jurnal Kimia Biologi, 273(3), 1420-1424.