- Istraktura
- Sintesis
- Sintesis ng iba pang mga ruta
- Mga Tampok
- Mga Tampok
- Ilang mga pag-andar
- Mga Sanggunian
Ang guanosine triphosphate o guanosine triphosphate (GTP) ay isa sa maraming mga nucleotide na may kakayahang mag-imbak ng libreng enerhiya na pospeyt na madaling magamit para sa maraming mga biological function.
Hindi tulad ng iba pang mga kaugnay na phosphate nucleotides, na karaniwang nagbibigay ng kinakailangang enerhiya upang maisakatuparan ang isang malawak na iba't ibang mga proseso sa iba't ibang mga konteksto ng cellular, ipinakita ng ilang mga may-akda na ang mga nucleotide tulad ng GTP, UTP (uridine triphosphate) at CTP (cytidine triphosphate) ay nagbibigay ng enerhiya sa pangunahin sa mga proseso ng anabolic.
Ang istrakturang kemikal ng Guanosine Triphosphate o GTP (Pinagmulan: Cacycle, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Sa kahulugan na ito, iminumungkahi ng Atkinson (1977) na ang GTP ay may mga pag-andar na nagsasangkot sa pag-activate ng maraming mga proseso ng anabolic sa pamamagitan ng iba't ibang mga mekanismo, na ipinakita sa parehong mga vitro at sa mga vivo system.
Ang enerhiya na nilalaman sa mga bono nito, lalo na sa pagitan ng mga grupo ng pospeyt, ay ginagamit upang himukin ang ilang mga proseso ng cellular na kasangkot lalo na sa synthesis. Ang mga halimbawa nito ay protina synthesis, DNA replication at RNA transkrip, microtubule synthesis, atbp.
Istraktura
Tulad ng totoo para sa adenine nucleotides (ATP, ADP at AMP), ang GTP ay may tatlong hindi masasang-ayon na mga elemento bilang pangunahing istruktura nito:
-Ang heterocyclic guanine singsing (purine)
-Ang limang-carbon base asukal, ribose (furan singsing) at
-Tatlong grupo ng pospeyt na nakalakip
Ang unang pangkat na phosphate ng GTP ay naka-attach sa 5 'carbon ng ribose sugar at ang guanine residue ay naka-attach sa molekula na ito sa pamamagitan ng 1' carbon ng ribofuranose singsing.
Sa mga salitang biochemical, ang molekyul na ito ay isang guanosine 5'-triphosphate, na mas mahusay na inilarawan bilang isang purine triphosphate o, na may pangalang kemikal na ito, 9-β-D-ribofuranosylguanine-5'-triphosphate.
Sintesis
Ang GTP ay maaaring synthesized de novo sa maraming mga eukaryotes mula sa asosinic acid (inosine 5'-monophosphate, IMP), isa sa mga ribonucleotides na ginamit para sa synthesis ng purines, na kung saan ay isa sa dalawang uri ng mga nitrogenous na batayan kung saan Ang DNA at iba pang mga molekula ay binubuo.
Ang tambalang ito, ang inosinic acid, ay isang mahalagang punto ng sanga hindi lamang para sa synthesis ng purines, kundi pati na rin para sa synthesis ng phosphate nucleotides ATP at GTP.
Ang synthesis ng guanosine phosphate nucleotides (GMP, GDP at GTP: guanosine mono-, di- at triphosphate, ayon sa pagkakabanggit) ay nagsisimula sa NAD + -dependent hydroxylation ng purine singsing ng IMP, na bumubuo ng intermediate compound na xanthosine monophosphate (XMP). .
Ang reaksyon na ito ay catalyzed ng isang enzyme na kilala bilang IMP dehydrogenase, na kung saan ay allosterically regulated ng GMP.
Ang isang grupo ng amide ay pagkatapos ay inilipat sa XMP kaya ginawa (glutamine at ATP umaasa na reaksyon) sa pamamagitan ng pagkilos ng enzyme XMP aminase, kung saan ang isang molekula ng guanosine monophosphate o GMP ay ginawa.
Yamang ang pinaka-aktibong mga nucleotide ay, sa pangkalahatan, ang mga trangkaso ng nucleotides, mayroong mga enzyme na responsable para sa paglipat ng mga grupo ng pospeyt sa mga molekula ng GMP na nabuo sa ruta na inilarawan lamang.
Ang mga enzymes na ito ay tiyak na mga kinase na umaasa sa ATP (kinases) na kilala bilang mga guanylate kinases at nucleoside diphosphokinases.
Sa reaksyon na nabalisa ng mga pag-ikot ng guanylate, ang ATP ay kumikilos bilang isang donor na pospeyt para sa pag-convert ng GMP sa GDP at ATP:
GMP + ATP → GDP + ADP
Ang guanine diphosphate (GDP) nucleotide ay kasunod na ginagamit bilang isang substrate para sa isang nucleoside diphosphokinase, na gumagamit din ng ATP bilang isang donor na pospeyt para sa pag-convert ng GDP sa GTP:
GDP + ATP → GTP + ADP
Sintesis ng iba pang mga ruta
Maraming mga cellular metabolic pathways na may kakayahang gumawa ng GTP maliban sa de novo biosynthetic pathway. Kadalasan ginagawa ito sa pamamagitan ng paglipat ng mga pangkat na pospeyt, na nagmumula sa iba't ibang mga mapagkukunan, patungo sa mga prekursor ng GMP at GDP.
Mga Tampok
Ang GTP, bilang isang nucleotide phosphate na magkatulad sa ATP, ay hindi mabilang na mga pag-andar sa antas ng cellular:
-Magbabahagi sa paglaki ng mga microtubule, na kung saan ay mga guwang na tubo na binubuo ng isang protina na kilala bilang "tubulin" na ang mga polimer ay may kakayahang i-hydrolyze ang GTP, na mahalaga para sa pagpahaba o paglaki nito.
Ito ay isang mahalagang kadahilanan para sa mga protina ng G o mga protina na nagbubuklod ng GTP, na gumaganap bilang mga tagapamagitan sa iba't ibang mga proseso ng transduction ng signal na nauugnay, sa pagliko, sa siklik na AMP at ang mga senyas na mga karatula.
Ang mga prosesong ito ng pagbibigay senyas ay nagreresulta sa komunikasyon ng cell kasama ang kapaligiran nito at ng mga panloob na organelles sa bawat isa, at lalo na mahalaga sa pagsasagawa ng mga tagubilin na naka-encode sa mga hormone at iba pang mahahalagang salik sa mga mammal.
Ang isang halimbawa ng mga landas na ito ng pagbibigay ng senyas na may kahalagahan para sa cell ay ang regulasyon ng enzim adenylate cyclase sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay nito sa isang protina G.
Mga Tampok
Ang GTP ay maraming mga pag-andar na ipinakita sa pamamagitan ng mga eksperimento sa vitro sa mga "cell-free" system. Mula sa mga eksperimento na ito ay posible na ipakita na aktibong nakikilahok ito sa:
-Protein synthesis sa eukaryotes (kapwa para sa pagsisimula at pagpahaba ng mga peptides)
-Stimulasyon ng glycosylation ng protina
-Ang synthesis ng ribosomal RNA sa prokaryotes at eukaryotes
-Ang synthesis ng phospholipids, lalo na sa synthesis ng diacylglycerol
Ilang mga pag-andar
Ang iba pang mga eksperimento, ngunit sa mga cellular o sa mga vivo system ay napatunayan ang paglahok ng GTP sa mga proseso tulad ng:
-Sporasyon at pag-activate ng mga spores ng iba't ibang mga klase ng microorganism, prokaryotes at eukaryotes
-Sintesis ng ribosomal RNA sa eukaryotes
-Mga iba pa.
Iminungkahi din na ang pag-unlad ng oncogeniko mula sa mga normal na selula hanggang sa mga selula ng kanser ay nagsasangkot ng pagkawala ng kontrol sa paglaki ng cell at paglaganap, kung saan maraming mga protina na nagbubuklod ng GTP at mga kinase ng protina na may tiyak na aktibidad na umaasa sa GTP.
Ang GTP ay mayroon ding mga nakapagpapasiglang epekto sa pag-import ng mga protina sa mitochondrial matrix, na direktang nauugnay sa hydrolysis nito (higit sa 90% ng mga protina ng mitochondrial ay synthesized ng ribosom sa cytosol).
Mga Sanggunian
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Mahalagang Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
- Pall, M. (1985). GTP: Isang Central Regulator ng Cellular Anabolism. Sa B. Horecker & E. Stadtman (Eds.), Kasalukuyang Mga Paksa sa Cellular Regulation (Vol. 25, p. 183). Academic Press, Inc.
- Rawn, JD (1998). Biochemistry. Burlington, Massachusetts: Mga Publisher ng Neil Patterson.
- Sepuri, NB V, Schu, N., & Sakit, D. (1998). Mahalaga ang GTP Hydrolysis para sa import ng Protein sa Mitochondrial Matrix. Ang Journal of Biological Chemistry, 273 (3), 1420–1424.