Guanozín trifosfát je ako nukleozid trifosfát dôležitým zdrojom energie v tele adenozín trifosfát. Poskytuje hlavne energiu počas anabolických procesov. Ďalej aktivuje mnoho biomolekúl.
Čo je guanozín trifosfát?
Guanozín trifosfát (GTP) predstavuje nukleozid trifosfát zložený z nukleotidovej bázy guanínu, cukor ribózaa tri fosfát zvyšky spojené anhydridovými väzbami. Na guanín sa viaže glykozidicky ribóza, a ribóza je zase spojená s trojitým fosfát zvyšok sa esterifikuje. Anhydridová väzba tretieho fosfát skupina do druhej fosfátovej skupiny je veľmi energická. Po štiepení tejto fosfátovej skupiny, GTP, ako s analogickou zlúčeninou adenozín trifosfát (ATP), poskytuje veľa energie pre určité reakcie a prenos signálu. GTP sa tvorí buď jednoduchou fosforyláciou z GDP (guanozín difosát) alebo trojitou fosforyláciou guanozínu. V tomto procese fosfátové skupiny pochádzajú z ATP, ako aj z prenosových reakcií v rámci kyselina citrónová cyklu. Východiskovou látkou guanozín je nukleozid guanínu a ribóza. GTP sa premieňa na GMP (guanozínmonofosfát) za uvoľnenia dvoch fosfátových skupín. Ako nukleotid je táto zlúčenina stavebným prvkom kyselina ribonukleová. V izolovanom stave mimo tela je GTP bezfarebná pevná látka. V tele plní mnoho funkcií ako transportér energie a dodávateľ fosfátov.
Funkcia, činnosť a roly
Okrem známejšieho ATP je GTP zodpovedný aj za mnoho reakcií prenosu energie. Mnoho bunkových metabolických reakcií môže prebiehať iba pomocou prenosu energie guanozín trifosfátom. Rovnako ako v prípade ATP je väzba tretieho fosfátového zvyšku na druhý fosfátový zvyšok veľmi energeticky bohatá a porovnateľná s jeho energetickým obsahom. GTP však katalyzuje iné metabolické dráhy ako ATP. GTP získava svoju energiu v rámci kyselina citrónová cyklus od rozpadu sacharidy a tuky. Je tiež možné prevádzať energiu z ATP na GDP prenosom fosfátovej skupiny. To má za následok tvorbu ADP a GTP. Guanozín trifosfát aktivuje mnoho zlúčenín a metabolických ciest. Napríklad je zodpovedný za aktiváciu G-proteíny, G proteíny sú proteíny, ktoré môžu viazať GTP. To im umožňuje prenášať signály cez receptory spojené s G-proteínom. Sú to signály pre čuch, videnie resp krv regulácia tlaku. GTP stimuluje prenos signálu v bunke tým, že pomáha pri prenose dôležitých signálnych látok alebo iniciuje signálnu kaskádu stimuláciou G molekuly pod prenosom energie. Ďalej nemôže dôjsť k biosyntéze bielkovín bez GTP. Predĺženie reťazca polypeptidového reťazca sa uskutočňuje pomocou vstrebávanie energie získanej konverziou GTP na HDP. Preprava mnohých látok vrátane membrány proteíny, na membrány je tiež významne regulovaný GTP. GTP ďalej regeneruje ADP späť na ATP prenosom fosfátového zvyšku. Aktivuje tiež cukry manózu a fukózu, čím vytvára ADP-manózu a ADP-fukózu. Dôležitou funkciou GTP naďalej zostáva jeho účasť na zhromažďovaní RNA a DNA. GTP je tiež nevyhnutný pre transport látok medzi bunkovým jadrom a cytoplazmou. Malo by sa tiež spomenúť, že GTP je východiskový materiál na tvorbu cyklického GMP (cGMP). Zlúčenina cGMP je signálna molekula a je zodpovedná okrem iného za vizuálnu transdukciu signálu. V oblička a črevo, riadi transport iónov. Vysiela signál na rozšírenie krv plavidlá a priedušky. Napokon sa predpokladá, že sa podieľa na vývoji mozog funkcie.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne úrovne
Guanozín trifosfát sa nachádza vo všetkých bunkách organizmu. Je nepostrádateľný ako sklad energie, vysielač fosfátových skupín a stavebný kameň pre stavbu nukleové kyseliny. V kontexte metabolizmu sa vyrába z guanozínu, guanozínmonofosfátu (GMP) alebo guanozíndifosfátu (GDP). GMP je nukleotid z kyselina ribonukleová. Dá sa z toho tiež dostať. Je však tiež možná nová syntéza v tele. Väzba ďalších fosfátových skupín na fosfátovú skupinu esterifikovanú na ribóze je vždy možná len s vynaložením energie. Najmä anhydridová väzba tretej fosfátovej skupiny na druhú zahŕňa vysoký energetický vstup, pretože sa vytvárajú elektrostatické odpudivé sily. ktoré sú distribuované po celej molekule. napätie sa tvoria v molekule, ktoré sa pri kontakte s príslušnou cieľovou molekulou prenášajú za uvoľnenia fosfátovej skupiny. V cieľovej molekule nastávajú konformačné zmeny, ktoré vyvolávajú zodpovedajúce reakcie alebo signály.
Choroby a poruchy
Ak nedôjde k prenosu signálu v bunke správne, môže to mať za následok rôzne ochorenia. Veľký význam pre signálnu transdukciu v kontexte funkcie GTP majú G proteíny. G proteíny predstavujú heterogénnu skupinu proteínov, ktoré môžu prenášať signály väzbou na GTP. To spustí signalizačnú kaskádu, ktorá je zodpovedná aj za neurotransmitery a hormóny nadobúda účinnosť pripojením na receptory spojené s G proteínom. Mutácie v G-proteínoch alebo ich pridružených receptoroch často narúšajú signálnu transdukciu a sú pôvodcom určitých chorôb. Napríklad vláknitá dysplázia alebo Albrighova kostná dystrofia (pseudohypoparatyroidizmus) sú spôsobené mutáciou G proteínu. Pri tejto chorobe existuje odolnosť voči paratyroidný hormón. To znamená, že telo na tento hormón nereaguje. Parathormón je zodpovedný za vápnik metabolizmus a tvorba kostí. Porucha tvorby kostí vedie k myxómom kostrových svalov resp funkčné poruchy z srdce, pankreas, pečeň a štítna žľaza, v akromegália, na druhej strane existuje rezistencia na rastový hormón uvoľňujúci hormón, takže sa rastový hormón nekontrolovateľne uvoľňuje, čo spôsobuje zvýšený rast končatín a vnútorné orgány.
