Гуанозин трифосфат - Функция и болести

Гуанозин трифосфат Като нуклеозид трифосфат, аденозин трифосфатът е важен енергиен запас в организма. Основно осигурява енергия по време на анаболни процеси. Той също така активира много биомолекули.

функция

Съдържание

Какво е гуанозин трифосфат?

Гуанозин трифосфат (GTP) представлява нуклеозиден трифосфат, който е съставен от нуклеотидната основа гуанин, захарната рибоза и три фосфатни остатъка, свързани помежду си чрез анхидридни връзки.

В този случай гуанинът е гликозидно свързан с рибоза, а рибозата от своя страна е свързана с тройния фосфатен остатък чрез естерификация. Анхидридната връзка на третата фосфатна група с втората фосфатна група е много енергична. Когато тази фосфатна група се отдели, GTP осигурява много енергия за определени реакции и сигнални трансдукции, както при аналогичното съединение аденозин трифосфат (ATP). GTP се образува или чрез просто фосфорилиране от GDP (гуанозин дифосфат) или чрез тройно фосфорилиране на гуанозин.

Фосфатните групи идват както от АТФ, така и от трансферни реакции в цикъла на лимонената киселина. Изходният материал гуанозин е нуклеозид, направен от гуанин и рибоза. GTP се превръща в GMP (гуанозин монофосфат) чрез освобождаване на две фосфатни групи. Като нуклеотид, това съединение представлява градивен елемент на рибонуклеинова киселина.Когато се изолира извън тялото, GTP е безцветно твърдо вещество. В тялото тя изпълнява много функции като енергиен предавател и доставчик на фосфат.

Функция, ефект и задачи

Както при АТФ, свързването на третия фосфатен остатък с втория фосфатен остатък е много високо енергийно и сравнимо с неговото енергийно съдържание. GTP обаче катализира различни метаболитни пътища от ATP. GTP получава енергията си от разграждането на въглехидратите и мазнините в цикъла на лимонената киселина. Възможен е и трансфер на енергия от АТФ към БВП с трансфер на фосфатна група. Това създава ADP и GTP. Гуанозин трифосфатът активира много съединения и метаболитни пътища. Така че той е отговорен за активирането на G протеини. G протеините са протеини, които могат да свързват GTP.

Това им позволява да предават сигнали чрез рецептори, свързани с G-протеин. Това са сигнали за миришене, виждане или регулиране на кръвното налягане. GTP стимулира предаването на сигнала в клетката, като подпомага прехвърлянето на важни сигнални вещества или чрез стимулиране на G молекулите с енергиен трансфер, иницииращ сигнална каскада. Освен това, биосинтезата на протеини не може да се осъществи без GTP. Удължаването на веригата на полипептидната верига става с усвояването на енергията, която се получава от превръщането на GTP в GDP. Транспортът на много вещества, включително мембранни протеини, до мембраните също се регулира до голяма степен от GTP.

GTP също регенерира ADP до ATP с трансфер на фосфатен остатък. Той също така активира захарите маноза и фукоза, като по този начин образува ADP-маноза и ADP-фукоза. Друга важна функция на GTP е участието му в изграждането на РНК и ДНК. GTP също е от съществено значение за транспорта на вещества между ядрото и цитоплазмата. Трябва също да се спомене, че GTP е изходният материал за образуването на цикличен GMP (cGMP).

Съединението cGMP е сигнална молекула и е отговорно, наред с други неща, за визуална трансдукция на сигнала. Той контролира транспорта на йони в бъбреците и червата. Той изпраща сигнала за разширяване на кръвоносните съдове и бронхите. В крайна сметка се смята, че участва в развитието на мозъчната функция.

Образование, поява, свойства и оптимални стойности

Гуанозин трифосфатът се среща във всички клетки на организма. Той е незаменим като запас на енергия, носител на фосфатни групи и градивен елемент за изграждането на нуклеинови киселини. Като част от метаболизма, той се прави от гуанозин, гуанозин монофосфат (GMP) или гуанозин дифосфат (GDP). GMP е нуклеотид на рибонуклеинова киселина. Той също може да бъде възстановен от това. Възможен е обаче и нов синтез в организма.

Свързването на допълнителни фосфатни групи с фосфатната група, естерифицирана върху рибозата, е възможно само с изразходване на енергия. По-специално, анхидридната връзка между третата фосфатна група и втората означава голям разход на енергия, тъй като се натрупват електростатични отблъскващи сили, които се разпределят върху цялата молекула. Вътре в молекулата се развиват напрежения, които при контакт със съответната целева молекула се прехвърлят към нея, освобождавайки фосфатна група. В целевата молекула настъпват конформационни промени, които задействат съответните реакции или сигнали.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и разстройства

G протеините представляват хетерогенна група протеини, които могат да предават сигнали чрез свързване с GTP. Задейства се сигнална каскада, която също е отговорна за факта, че невротрансмитерите и хормоните стават ефективни чрез скачване на рецептори, свързани с G-протеин. Мутациите в G протеините или свързаните с тях рецептори често нарушават предаването на сигнала и са причина за някои заболявания. Например, фиброзна дисплазия или костна дистрофия на Albrigh (псевдохипопаратиреоидизъм) се задейства чрез мутация на G протеин. Това заболяване е устойчиво на паратиреоиден хормон.

Тоест тялото не реагира на този хормон. Паратиреоидният хормон е отговорен за метаболизма на калция и формирането на костите. Нарушението на костната структура води до миксоми на скелетните мускули или дисфункция на сърцето, панкреаса, черния дроб и щитовидната жлеза. От друга страна, при акромегалията има резистентност към освобождаващия хормон на растежния хормон, така че растежният хормон се освобождава неконтролирано и по този начин причинява увеличен растеж на крайниците и вътрешните органи.

подувам

  • Alberts, B., u. а.: Молекулярна биология на клетката. 4-то издание. Wiley-VCH, Weinheim 2003
  • Лотар, Т.: Лаборатория и диагностика. TH-Books, Франкфурт 2005
  • Renz-Polster, H., Krautzig, S. (Ed.): Вътрешна медицина на основния учебник. Urban & Fischer, Мюнхен 2012

Може да се интересувате и от

В MedLexi.de не само публикуваме за здраве, медицина и уелнес, но също така сме ентусиазирани от текущите медицински изследвания и медицински технологии. Ние с удоволствие изследваме всички теми, свързани с благосъстоянието на човека и неговото здраве и обясняваме сложни медицински проблеми с високи журналистически стандарти за широката публика.

Медицинските експертни познания за нашите предметни области ни помагат да подготвим разбираеми знания за вашето здраве. Ние разследваме проблемите с любопитство, проверяваме ги въз основа на текущата изследователска ситуация и също така разглеждаме ежедневната медицинска практика. Виждаме себе си като посредници на знанието между лекар и пациент.