Гуанозин трифосфат - функції та хвороби

Гуанозинтрифосфат Як нуклеозидтрифосфат, аденозинтрифосфат є важливим запасом енергії в організмі. В основному він забезпечує енергією під час анаболічних процесів. Він також активує багато біомолекул.

функції

Зміст

Що таке гуанозинтрифосфат?

Гуанозинтрифосфат (GTP) являє собою нуклеозид трифосфат, який складається з нуклеотидного підстави гуаніну, цукрової рибози та трьох фосфатних залишків, пов'язаних між собою ангідридними зв'язками.

У цьому випадку гуанін глікозидно зв’язаний з рибозою, а рибоза, в свою чергу, зв’язується з потрійним фосфатним залишком шляхом етерифікації. Ангидридний зв’язок третьої фосфатної групи з другою фосфатною групою є дуже енергійним. Коли ця фосфатна група відокремлена, ГТФ забезпечує багато енергії для певних реакцій та передачі сигналів, як і аналогічна сполука аденозинтрифосфату (АТФ). GTP утворюється або простим фосфорилюванням із ВВП (гуанозиндифосфат), або потрійним фосфорилюванням гуанозину.

Фосфатні групи походять як від АТФ, так і від реакцій переносу в циклі лимонної кислоти. Вихідним матеріалом гуанозину є нуклеозид, виготовлений з гуаніну та рибози. GTP перетворюється на GMP (гуанозинмонофосфат), виділяючи дві фосфатні групи. Як нуклеотид, ця сполука є будівельним елементом рибонуклеїнової кислоти.При виділенні поза організмом ГТФ є безбарвною твердою речовиною. В організмі він виконує багато функцій як передавач енергії та постачальник фосфатів.

Функція, ефект та завдання

Як і у випадку з АТФ, зв’язування третього фосфатного залишку з другим фосфатним залишком є ​​дуже енергетичним і порівнянним із вмістом його енергії. Однак ГТФ каталізує різні метаболічні шляхи, ніж АТФ. GTP отримує свою енергію за рахунок розщеплення вуглеводів і жирів у циклі лимонної кислоти. Також можливий перехід енергії від АТФ до ВВП із перенесенням фосфатної групи. Це створює ADP та GTP. Гуанозинтрифосфат активує багато сполук та метаболічні шляхи. Отже, він відповідає за активацію білків G. G білки - це білки, які можуть зв'язувати GTP.

Це дозволяє їм передавати сигнали через рецептори, пов'язані з G-білком. Це сигнали для нюху, зору або регуляції артеріального тиску. GTP стимулює передачу сигналу всередині клітини, допомагаючи передачі важливих сигнальних речовин або стимулюючи молекули G передачею енергії, що ініціює каскад сигналів. Крім того, біосинтез білка не може відбуватися без ГТФ. Подовження ланцюга поліпептидного ланцюга відбувається з поглинанням енергії, яка отримується в результаті перетворення ГТФ у ВВП. Транспорт багатьох речовин, включаючи мембранні білки, до мембран також в значній мірі регулюється ГТФ.

ГТФ також регенерує АДФ до АТФ з перенесенням залишку фосфату. Він також активує цукру маннозу та фукозу, утворюючи тим самим АДФ-маннозу та АДФ-фукозу. Ще однією важливою функцією GTP є його участь у побудові РНК і ДНК. ГТФ також незамінний для транспорту речовин між ядром і цитоплазмою. Слід також зазначити, що GTP є вихідним матеріалом для утворення циклічного GMP (cGMP).

З'єднання cGMP є сигнальною молекулою і відповідає, серед іншого, за візуальну передачу сигналу. Він контролює транспорт іонів у нирках та кишечнику. Він надсилає сигнал до розширення судин та бронхів. Нарешті, вважається, що він бере участь у розвитку функції мозку.

Освіта, наявність, властивості та оптимальні значення

Трифосфат гуанозину зустрічається у всіх клітинах організму. Він незамінний як запас енергії, носій фосфатних груп та будівельний матеріал для побудови нуклеїнових кислот. Як частина метаболізму, він виготовляється з гуанозину, гуанозинмонофосфату (GMP) або гуанозиндифосфату (ВВП). GMP - нуклеотид рибонуклеїнової кислоти. Це також можна відновити з цього. Однак можливий і новий синтез в організмі.

Зв'язування подальших фосфатних груп з фосфатною групою, етерифікованою на рибозі, можливе лише за рахунок витрати енергії. Зокрема, ангідридний зв’язок між третьою фосфатною групою та другою означає великі витрати енергії, оскільки накопичуються електростатичні сили відштовхування, які розподіляються по всій молекулі. Усередині молекули розвивається напруга, яка при контакті з відповідною молекулою-мішенню переноситься на неї, виділяючи фосфатну групу. У молекулі-мішені відбуваються конформаційні зміни, які викликають відповідні реакції або сигнали.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та розлади

G білки представляють гетерогенну групу білків, яка може передавати сигнали, зв'язуючись з GTP. Спрацьовує сигнальний каскад, який також відповідає за те, що нейромедіатори та гормони стають ефективними завдяки стикуванню рецепторів, асоційованих з G-білками. Мутації білків G або пов'язаних з ними рецепторів часто порушують передачу сигналу і є причиною деяких захворювань. Наприклад, фіброзна дисплазія або дистрофія кісток Альбрига (псевдогіпопаратиреоз) викликається мутацією білка G. Це захворювання стійке до паратгормону.

Тобто організм не реагує на цей гормон. Паратгормон відповідає за метаболізм кальцію і формування кісток. Порушення структури кістки призводить до міксоми скелетних м’язів або порушення функції серця, підшлункової залози, печінки та щитовидної залози. З іншого боку, при акромегалії існує резистентність до гормону росту, що вивільняє гормон, так що гормон росту вивільняється неконтрольовано і, таким чином, викликає посилений ріст кінцівок та внутрішніх органів.

набрякати

  • Alberts, B. et al.: Молекулярна біологія клітини. 4-е видання. Wiley-VCH, Weinheim 2003
  • Лотар, Т.: Лабораторія та діагностика. TH-Books, Франкфурт 2005
  • Renz-Polster, H., Krautzig, S. (Ed.): Основні навчальні посібники з внутрішньої медицини. Urban & Fischer, Мюнхен 2012

Вас також може зацікавити

На MedLexi.de ми не лише публікуємо інформацію про здоров’я, медицину та оздоровлення, ми також в захваті від сучасних медичних досліджень та медичних технологій. Ми із задоволенням досліджуємо всі теми, пов’язані з добробутом та здоров’ям людини, і пояснюємо складні медичні проблеми з високими журналістськими стандартами для широкої громадськості.

Знання медичних експертів з наших предметних областей допомагають нам підготувати зрозумілі знання для вашого здоров’я. Ми з цікавістю досліджуємо факти, перевіряємо їх на основі поточної дослідницької ситуації, а також вивчаємо щоденну медичну практику. Ми бачимо себе посередниками знань між лікарем та пацієнтом.