Struttura, sintesi, funzioni di Guanosín Triffosphate (GTP)

Lui Guanosín trifosfato o la guanosina triffosfato (GTP) è uno dei tanti nucleotidi fosfato in grado di conservare l'energia libera facilmente utilizzabile per molteplici funzioni biologiche.

A differenza di altri nucleotidi fosfato correlati, che di solito forniscono l'energia necessaria per eseguire un'ampia varietà di processi in diversi contesti cellulari, alcuni autori hanno dimostrato che i nucleotidi come GTP, UTP (uridina trifosfato) e CTP (Triffose citidina) forniscono energia principalmente in anabolico) processi.

Struttura chimica di Guanosín Tryngosphate o GTP (Fonte: Cacycle, via Wikimedia Commons)

In questo senso, Atkinson (1977) suggerisce che il GTP ha funzioni che comportano l'attivazione di molti processi anabolizzanti attraverso diversi meccanismi, che è stato dimostrato nei sistemi entrambi In vitro COME In vivo.

L'energia contenuta nei loro legami, in particolare tra i gruppi di fosfato, viene utilizzata per potenziare alcuni processi cellulari in particolare coinvolti nella sintesi. Esempio di ciò sono la sintesi di proteina, la replicazione del DNA e la trascrizione dell'RNA, la sintesi di microtubuli, ecc.

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Struttura

Come è vero per i nucleotidi di adenina (ATP, ADP e AMP), il GTP ha come struttura di base tre elementi indiscutibili:

-Un anello di guanina eterociclico (purina)

-Uno zucchero di base a cinque carbonio, il ribosio (anello furioso) e

-Tre gruppi di fosfato uniti

Il primo gruppo di fosfato GTP è collegato al carbonio 5 'dello zucchero ribosio e il residuo di guanina si lega a questa molecola attraverso il carbonio in posizione 1' dell'anello ribofuranosa.

In termini biochimici, questa molecola è una guanosina 5'-triffosfato, meglio descritta come una purina trifisica o, con il suo nome chimico, 9-β-D-lribofuranosilguanina-5 ".

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Sintesi

Il GTP può essere sintetizzato di novo In molti eucarioti dall'acido inosina (inosina 5'-monofosfato, Imp), uno dei ribonucleotidi usati per la sintesi delle purine, che sono uno dei due tipi di basi azotate di cui sono composti il ​​DNA e altre molecole.

Questo composto, acido inosinico, è un importante punto di ramo non solo per la sintesi delle purine, ma anche per la sintesi dei nucleotidi ATP e fosfato GTP.

Sintesi dei nucleotidi di guanosina fosfato (GMP, PIL e GTP: Mono- e guanosina Triffose.

Questa reazione è catalizzata da un enzima noto come IM deidrogenasi, che è regolato alostéricamente dal GMP.

L'XMP prodotto viene quindi trasferito un gruppo AMIDA (reazione dipendente dalla glutammina e ATP) mediante l'azione dell'enzima XMP aminasi, in cui si verifica una molecola di guanosina monofosfato o GMP.

Poiché i nucleotidi più attivi sono generalmente.

Questi enzimi sono chinasi specifiche (cinesi) note come guanilata chinasi e la nucleoside defosfochinasi.

Nella reazione catalizzata dalle Ciclasas Guanilado, l'ATP funge da donatore di fosfato per la conversione del GMP nel PIL e ATP:

GMP + ATP → GDP + ADP

Il nucleotide di guanina difosfato (PIL) viene successivamente utilizzato come substrato di un nucleoside defosfochinasi, che utilizza anche ATP come donatore di fosfato per la conversione del PIL in GTP:

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PIL + ATP → GTP + ADP

Sintesi da altri modi

Esistono molti percorsi metabolici cellulari in grado di produrre GTP diversi dalla via biosintetica di novo. Questi di solito lo fanno attraverso il trasferimento di gruppi di fosfato, da diverse fonti, verso i precursori GMP e PIL.

Funzioni

Il GTP, come fosfato nucleotidico analogo all'ATP, ha innumerevoli funzioni a livello cellulare:

-Partecipa alla crescita dei microtubuli, che sono tubi cavi composti da una proteina nota come "tubulina" i cui polimeri hanno la capacità di idrolizzare GTP, che è essenziale per l'allungamento o la crescita.

-È un fattore essenziale per le proteine ​​GTP o le proteine ​​leganti GTP, che funzionano come mediatori in vari processi di trasduzione del segnale che sono correlati, a loro volta, con l'amplificatore ciclico e le sue cascate di segnalazione.

Questi processi di segnalazione si traducono nella comunicazione della cellula con il loro ambiente e i loro organelli interni e sono particolarmente importanti per eseguire le istruzioni codificate negli ormoni e in altri fattori importanti nei mammiferi.

Esempio di queste rotte di segnalazione della massima importanza per la cellula è la regolazione dell'enzima adenilato ciclasa attraverso la sua interazione con una proteina G

Funzioni In vitro

Il GTP ha molte funzioni che sono state dimostrate attraverso esperimenti In vitro Nei sistemi "cellulari". Da questi esperimenti, è stato possibile dimostrare che partecipa attivamente:

-Sintesi proteica negli eucarioti (sia per l'inizio che per l'allungamento del peptide)

-Stimolazione della glicosilazione proteica

-La sintesi dell'RNA ribosomiale in procarioti ed eucarioti

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-La sintesi di fosfolipidi, in particolare durante la sintesi del diacilglicerolo

Funzioni determinate In vivo

Altri esperimenti, ma nei sistemi cellulari o In vivo Hanno dimostrato la partecipazione del GTP in processi come:

-Sporolazione e attivazione delle spore di diversi tipi di microrganismi, procarioti ed eucarioti

-Sintesi dell'RNA ribosomiale negli eucarioti

-Tra l'altro.

È stato anche proposto che il progresso oncogenico delle cellule normali alle cellule tumorali comporta la perdita di controllo sulla crescita e sulla proliferazione cellulare, in cui partecipano molte proteine ​​leganti GTP e proteine ​​chinasi con un'attività specifica dipendente da GTP.

Il GTP ha anche effetti stimolanti sull'importazione di proteine ​​verso la matrice mitocondriale, che è direttamente correlata alla sua idrolisi (oltre il 90% delle proteine ​​mitocondriali sono sintetizzate dai ribosomi nel citosol).

Riferimenti

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