Guanosin trifosfat

Guanosin trifosfat Sebagai nukleosida trifosfat, adenosin trifosfat adalah simpanan tenaga penting dalam organisma. Ini terutamanya membekalkan tenaga semasa proses anabolik. Ia juga mengaktifkan banyak biomolekul.

Apa itu guanosin trifosfat?

Guanosin trifosfat (GTP) mewakili nukleosida trifosfat, yang terdiri daripada nukleotida asas guanin, gula ribosa dan tiga sisa fosfat yang dihubungkan bersama oleh ikatan anhidrida.

Dalam kes ini, guanin terikat secara glikosidik ke ribosa dan ribosa pada gilirannya terikat ke residu fosfat tiga melalui esterifikasi. Ikatan anhidrida kumpulan fosfat ketiga dengan kumpulan fosfat kedua sangat bertenaga. Apabila kumpulan fosfat ini dipisahkan, GTP memberikan banyak tenaga untuk tindak balas tertentu dan peralihan isyarat, seperti halnya sebatian adenosin trifosfat (ATP).GTP dibentuk sama ada dengan fosforilasi sederhana dari PDB (guanosin difosfat) atau oleh fosforilasi tiga guanosin.

Kumpulan fosfat berasal dari kedua-dua ATP dan memindahkan reaksi dalam kitaran asid sitrik. Bahan baku guanosin adalah nukleosida yang terbuat dari guanin dan ribosa. GTP diubah menjadi GMP (guanosine monophosphate) dengan melepaskan dua kumpulan fosfat. Sebagai nukleotida, sebatian ini mewakili blok bangunan asid ribonukleik. Apabila diasingkan di luar badan, GTP adalah pepejal tanpa warna. Di dalam badan, ia memenuhi banyak fungsi sebagai pembekal pemancar tenaga dan fosfat.

Fungsi, kesan & tugas

Sebagai tambahan kepada ATP yang lebih terkenal, GTP juga bertanggungjawab terhadap banyak reaksi pemindahan tenaga. Banyak reaksi metabolik sel hanya dapat berlaku dengan bantuan pemindahan tenaga melalui guanosin trifosfat.

Seperti ATP, pengikatan residu fosfat ketiga dengan residu fosfat kedua sangat tinggi tenaga dan setanding dengan kandungan tenaganya. Walau bagaimanapun, GTP memangkinkan jalan metabolik yang berbeza daripada ATP. GTP mendapat tenaganya daripada pemecahan karbohidrat dan lemak dalam kitaran asid sitrik. Pemindahan tenaga dari ATP ke PDB dengan pemindahan kumpulan fosfat juga mungkin. Ini mewujudkan ADP dan GTP. Guanosine trifosfat mengaktifkan banyak sebatian dan laluan metabolik. Oleh itu, ia bertanggungjawab untuk mengaktifkan protein G. Protein G adalah protein yang dapat mengikat GTP.

Ini membolehkan mereka menghantar isyarat melalui reseptor yang berkaitan dengan protein G. Ini adalah isyarat untuk berbau, melihat atau mengatur tekanan darah. GTP merangsang transduksi isyarat dalam sel dengan membantu pemindahan zat isyarat penting atau dengan merangsang molekul G dengan pemindahan tenaga yang memulakan lata isyarat. Selanjutnya, biosintesis protein tidak dapat berlaku tanpa GTP. Pemanjangan rantai polipeptida berlaku dengan pengambilan tenaga yang diperoleh dari penukaran GTP ke KDNK. Pengangkutan banyak bahan, termasuk protein membran, ke membran juga diatur oleh GTP.

GTP juga menjana semula ADP ke ATP dengan pemindahan residu fosfat. Ia juga mengaktifkan gula mannose dan fucose, sehingga membentuk ADP-mannose dan ADP-fucose. Fungsi penting lain dari GTP adalah penyertaannya dalam pembinaan RNA dan DNA. GTP juga penting untuk pengangkutan bahan antara nukleus dan sitoplasma. Perlu juga disebutkan bahawa GTP adalah bahan awal untuk pembentukan GMP siklik (cGMP).

Kompaun cGMP adalah molekul isyarat dan bertanggungjawab, antara lain, untuk transduksi isyarat visual. Ia mengawal pengangkutan ion di buah pinggang dan usus. Ini menghantar isyarat agar saluran darah dan bronkus melebar. Bagaimanapun, ia dipercayai terlibat dalam pengembangan fungsi otak.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Guanosine trifosfat berlaku di semua sel organisma. Ia sangat diperlukan sebagai simpanan tenaga, pembawa kumpulan fosfat dan blok bangunan untuk pembinaan asid nukleik. Sebagai sebahagian daripada metabolisme, ia dibuat dari guanosine, guanosine monophosphate (GMP) atau guanosine diphosphate (GDP). GMP adalah nukleotida asid ribonukleat. Ia juga dapat dipulihkan dari ini. Walau bagaimanapun, sintesis baru dalam organisma juga mungkin.

Pengikatan kumpulan fosfat lebih jauh dengan kumpulan fosfat yang diesterifikasi pada ribosa hanya dapat dilakukan dengan perbelanjaan tenaga. Ikatan anhidrida kumpulan fosfat ketiga dengan yang kedua secara khusus bermaksud perbelanjaan tenaga yang tinggi, kerana daya tolakan elektrostatik terbentuk yang tersebar di seluruh molekul. Ketegangan berkembang di dalam molekul, yang pada kontak dengan molekul sasaran yang sesuai dipindahkan ke dalamnya, melepaskan kumpulan fosfat. Perubahan konformasi berlaku pada molekul sasaran, yang mencetuskan reaksi atau isyarat yang sesuai.

Penyakit & Gangguan

Sekiranya penghantaran isyarat tidak berlaku dengan betul di dalam sel, pelbagai penyakit boleh terjadi. Berkaitan dengan fungsi GTP, protein G sangat penting untuk pengangkutan isyarat.

Protein G mewakili kumpulan protein yang heterogen yang dapat menghantar isyarat dengan mengikat GTP. Kaskade isyarat dipicu, yang juga bertanggungjawab untuk fakta bahawa neurotransmitter dan hormon menjadi berkesan dengan menggunakan reseptor yang berkaitan dengan protein G. Mutasi dalam protein G atau reseptor yang berkaitan sering mengganggu penghantaran isyarat dan merupakan penyebab penyakit tertentu. Sebagai contoh, displasia berserat atau distrofi tulang Albrigh (pseudohypoparathyroidism) dipicu oleh mutasi protein G. Penyakit ini tahan terhadap hormon paratiroid.

Maksudnya, badan tidak bertindak balas terhadap hormon ini. Hormon paratiroid bertanggungjawab untuk metabolisme kalsium dan pembentukan tulang. Gangguan struktur tulang membawa kepada myxoma otot rangka atau disfungsi jantung, pankreas, hati dan kelenjar tiroid. Di sisi lain, terdapat ketahanan terhadap hormon pembebasan hormon pertumbuhan, sehingga hormon pertumbuhan dilepaskan secara tidak terkawal dan dengan demikian menyebabkan peningkatan pertumbuhan anggota badan dan organ dalaman.