Guanosinetrifosfaat, als nucleoside-trifosfaat, is een belangrijke energieopslag in het organisme, samen met adenosine trifosfaat. Het levert voornamelijk energie tijdens anabole processen. Bovendien activeert het veel biomoleculen.
Wat is guanosinetrifosfaat?
Guanosinetrifosfaat (GTP) vertegenwoordigt een nucleosidetrifosfaat dat bestaat uit de nucleotidebase guanine, de suiker riboseen drie fosfaat residuen verbonden door anhydridebindingen. Guanine is glycosidisch gebonden aan ribose, en ribose is op zijn beurt gebonden aan de tripel fosfaat residu via een verestering. De anhydridebinding van de derde fosfaat groep tot de tweede fosfaatgroep is erg energiek. Bij splitsing van deze fosfaatgroep, GTP, zoals bij de analoge verbinding adenosine trifosfaat (ATP), levert veel energie voor bepaalde reacties en signaaltransductie. GTP wordt gevormd door een enkele fosforylering van het BBP (guanosinedifosfaat) of door drievoudige fosforylering van guanosine. In dit proces zijn de fosfaatgroepen afkomstig van ATP en ook van overdrachtsreacties binnen de citroenzuur fiets. Het uitgangsmateriaal guanosine is een nucleoside van guanine en ribose GTP wordt omgezet in GMP (guanosinemonofosfaat) met de afgifte van twee fosfaatgroepen. Als nucleotide is deze verbinding een bouwsteen van ribonucleïnezuur In geïsoleerde toestand buiten het lichaam is GTP een kleurloze vaste stof. In het lichaam vervult het vele functies als energietransporteur en fosfaatleverancier.
Functie, actie en rollen
Naast het meer bekende ATP is GTP ook verantwoordelijk voor veel energieoverdrachtsreacties. Veel cellulaire metabolische reacties kunnen alleen plaatsvinden met behulp van energieoverdracht door guanosinetrifosfaat. Net als bij ATP is de binding van het derde fosfaatresidu aan het tweede fosfaatresidu zeer energierijk en vergelijkbaar met zijn energie-inhoud. GTP katalyseert echter verschillende metabole routes dan ATP. GTP verkrijgt zijn energie binnen de citroenzuur cyclus vanaf de afbraak van koolhydraten en vetten. Het is ook mogelijk om energie over te dragen van ATP naar GDP onder de overdracht van een fosfaatgroep. Dit resulteert in de vorming van ADP en GTP. Guanosinetrifosfaat activeert veel verbindingen en metabolische routes. Het is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor de activering van G-eiwitten. G eiwitten zijn eiwitten die GTP kunnen binden. Hierdoor kunnen ze signalen verzenden via met G-proteïne geassocieerde receptoren. Dit zijn signalen voor reukzin, zicht of bloed drukregeling. GTP stimuleert signaaltransductie in de cel door te helpen bij de overdracht van belangrijke signaalstoffen of door een signaalcascade op gang te brengen door de G te stimuleren moleculen onder energieoverdracht. Bovendien kan de biosynthese van eiwitten niet plaatsvinden zonder GTP. Ketenverlenging van de polypeptideketen vindt plaats met de absorptie van energie afkomstig van de omzetting van GTP naar BBP. Het transport van veel stoffen, waaronder membranen eiwitten, membranen wordt ook significant gereguleerd door GTP. Bovendien regenereert GTP ADP ook terug naar ATP onder de overdracht van een fosfaatresidu. Het activeert ook de suikers mannose en fucose en vormt ADP-mannose en ADP-fucose. Een belangrijke functie van GTP blijft zijn betrokkenheid bij de assemblage van RNA en DNA. GTP is ook onmisbaar voor het transport van stoffen tussen de celkern en het cytoplasma. Er moet ook worden vermeld dat GTP het uitgangsmateriaal is voor de vorming van cyclisch GMP (cGMP). De verbinding cGMP is een signaalmolecuul en is onder meer verantwoordelijk voor visuele signaaltransductie. In de nier en darm, controleert het ionentransport. Het zendt het signaal voor de verwijding van bloed schepen en bronchiën. Ten slotte wordt gedacht dat het betrokken is bij de ontwikkeling van hersenen functie.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale niveaus
Guanosinetrifosfaat wordt in alle cellen van het organisme aangetroffen. Het is onmisbaar als energieopslag, fosfaatgroepzender en bouwsteen voor de bouw van nucleïnezuren In de context van metabolisme wordt het geproduceerd uit guanosine, guanosinemonofosfaat (GMP) of guanosinedifosfaat (GDP). GMP is een nucleotide van ribonucleïnezuur Hieruit kan het ook worden hersteld. Nieuwe synthese in het organisme is echter ook mogelijk. De binding van verdere fosfaatgroepen aan de op de ribose veresterde fosfaatgroep is altijd alleen mogelijk met energieverbruik. In het bijzonder de anhydridische binding van de derde fosfaatgroep aan de tweede brengt een hoge energie-input met zich mee, omdat elektrostatische afstotende krachten worden opgebouwd. die zijn verdeeld over het hele molecuul. Spanningen worden gevormd binnen het molecuul, die worden overgebracht naar het overeenkomstige doelwitmolecuul wanneer het ermee in contact komt, waardoor een fosfaatgroep vrijkomt. Conformatieveranderingen treden op in het doelmolecuul, die de overeenkomstige reacties of signalen activeren.
Ziekten en aandoeningen
Wanneer de signaaltransductie in de cel niet goed verloopt, kan een verscheidenheid aan ziekten het gevolg zijn. Van groot belang voor signaaltransductie in de context van de functie van GTP zijn de G-eiwitten. G-eiwitten vertegenwoordigen een heterogene groep eiwitten die signalen kunnen verzenden door te binden aan GTP. Dit veroorzaakt een signaalcascade die ook verantwoordelijk is voor neurotransmitters en hormonen die van kracht worden door te koppelen aan met G-proteïne geassocieerde receptoren. Mutaties in G-eiwitten of de bijbehorende receptoren verstoren vaak de signaaltransductie en zijn de oorzaak van bepaalde ziekten. Fibreuze dysplasie of Albrigh-botdystrofie (pseudohypoparathyreoïdie) wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door mutatie van een G-eiwit. Bij deze ziekte is er resistentie tegen hormoon van de bijschildklieren Dat wil zeggen, het lichaam reageert niet op dit hormoon. Hormoon van de bijschildklieren is verantwoordelijk voor calcium metabolisme en botvorming. De botopbouwende aandoening leidt tot myxomen van de skeletspieren of functionele stoornissen van de hart-, alvleesklier, lever en schildklier. in acromegalieaan de andere kant is er resistentie tegen groeihormoonafgevend hormoon, zodat groeihormoon ongecontroleerd wordt afgegeven, waardoor de groei van ledematen en interne organen.
