גואנוזין טריפוספט

גואנוזין טריפוספט כטריפוספט נוקלאוזיד, טריפוספט אדנוזין הוא מאגר אנרגיה חשוב באורגניזם. זה בעיקר מספק אנרגיה במהלך תהליכים אנבוליים. זה גם מפעיל ביומולקולות רבות.

מהו גואנוזין טריפוספט?

גואנוזין טריפוספט (GTP) מייצג נוקלאוזיד טריפוספט, המורכב מגואנין בסיס נוקלאוטיד, ריבוז הסוכר ושלושה שאריות פוספט המקושרות זו לזו באמצעות קשרי אנהידריד.

במקרה זה, גואנין נקשר לגלוקוזידית לריבוזה והריבוז בתורו מקושר לשאריות הפוספט המשולשת באמצעות ייסור. הקשר האנהידרידי של קבוצת הפוספט השלישית לקבוצת הפוספט השני הוא אנרגטי מאוד. כשקבוצת פוספט זו מפוצלת, GTP מספק אנרגיה רבה לתגובות מסוימות והולכות אותות, כמו לתרכובת האנדנוזית טריפוספט (ATP).GTP נוצר או על ידי זרחן פשוט מהתמ"ג (גוונוזין דיפוספט) או על ידי זרחן משולש של גואנוזין.

קבוצות הפוספט מגיעות משני ATP ומתגובות העברה בתוך מחזור חומצות לימון. חומר הגלם גואנוזין הוא נוקלאוזיד העשוי מגואנין וריבוז. GTP מומר ל- GMP (גואנוזין מונופוספט) על ידי שחרור של שתי קבוצות פוספט. כנוקלאוטיד, תרכובת זו מייצגת אבן בניין של חומצה ריבונוקלאית, כאשר מבודדת מחוץ לגוף, GTP הוא מוצק חסר צבע. בגוף הוא ממלא תפקידים רבים כספק משדר אנרגיה וספק פוספט.

פונקציה, אפקט ומשימות

בנוסף ל- ATP הידוע יותר, GTP אחראי גם לתגובות רבות המעבירות אנרגיה. תגובות מטבוליות תאיות רבות יכולות להתקיים רק בעזרת העברת אנרגיה דרך גוונוסין טריפוספט.

בדומה ל- ATP, כריכת שאריות הפוספט השלישית לשאריות הפוספט השנייה גבוהה מאוד באנרגיה ומשווה לתכולת האנרגיה שלה. עם זאת, GTP מזרז מסלולי מטבוליות שונים מאשר ATP. GTP משיג את האנרגיה שלו מהתמוטטות הפחמימות והשומנים במחזור חומצות לימון. העברת אנרגיה מ- ATP לתמ"ג עם העברת קבוצת פוספט אפשרית גם כן. זה יוצר ADP ו- GTP. גואנוזין טריפוספט מפעיל תרכובות ונתיבים מטבוליים רבים. אז זה אחראי להפעלת חלבוני G. חלבוני G הם חלבונים שיכולים לקשור GTP.

זה מאפשר להם להעביר אותות דרך קולטנים הקשורים לחלבון G. אלה הם אותות לריח, ראיה או ויסות לחץ הדם. GTP ממריץ את הולכת האות בתא על ידי עזרה בהעברת חומרי איתות חשובים או על ידי גירוי מולקולות ה- G באמצעות העברת אנרגיה המתחילה מפל אותות. יתרה מזאת, ביוסינתזה של חלבון אינה יכולה להתרחש ללא GTP. התארכות השרשרת של שרשרת הפוליפפטיד מתרחשת עם ספיגת האנרגיה המתקבלת מההמרה של GTP לתוצר. הובלת חומרים רבים, כולל חלבוני ממברנה, לקרומים מוסדרת במידה רבה גם על ידי GTP.

GTP מחדש גם ADP ל- ATP עם העברת שאריות פוספט. זה גם מפעיל את הסוכרים מנווזה ופוקוזה, ובכך יוצר ADP-mannose ו- ADP-fucose. פונקציה חשובה נוספת של GTP היא השתתפותה בבניית RNA ו- DNA. GTP חיוני גם להובלת חומרים בין הגרעין לציטופלזמה. עוד יש להזכיר כי GTP הוא החומר המוצא ליצירת GMP מחזורי (cGMP).

תרכובת cGMP היא מולקולת איתות והיא אחראית, בין היתר, על הולכת אות חזותית. הוא שולט על הובלת יונים בכליות ובמעיים. זה שולח את האות לכלי הדם והסימפונות להתרחב. אחרי הכל, מאמינים שהוא מעורב בהתפתחות תפקוד המוח.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

גואנוזין טריפוספט מופיע בכל תאי האורגניזם. זה הכרחי כמחסן אנרגיה, כמוביל קבוצת פוספט ואבן בניין לבניית חומצות גרעין. כחלק מהמטבוליזם הוא מיוצר מגואנוזין, גואנוזין מונופוספט (GMP) או גואנוזין דיפוספט (תוצר). GMP הנו גרעין של חומצה ריבונוקלאית. ניתן לשחזר גם מכך. עם זאת, סינתזה חדשה באורגניזם אפשרית גם היא.

קשירה של קבוצות פוספט נוספות לקבוצת הפוספט המועתרת על הריבוז אפשרית רק בהוצאה של אנרגיה. הקשר האנהידרידי של קבוצת הפוספט השלישית לשנייה בפרט פירושו הוצאה גבוהה של אנרגיה, מכיוון שנבנים כוחות דוחים אלקטרוסטטיים המופצים על פני המולקולה כולה. מתפתחים מתחים בתוך המולקולה, אשר במגע עם מולקולת היעד המתאימה מועברים אל האחרון, ומשחררים קבוצת פוספטים. שינויים קונפורמציונליים מתרחשים במולקולת המטרה, המפעילים את התגובות או האותות התואמים.

מחלות והפרעות

אם העברת האות אינה מתרחשת כראוי בתא, עלולות להיווצר מגוון של מחלות. בקשר לתפקוד ה- GTP, לחלבוני ה- G יש חשיבות רבה להעברת האות.

חלבוני G מייצגים קבוצה הטרוגנית של חלבונים שיכולים להעביר אותות על ידי קשירה ל- GTP. מפל איתות מופעל, האחראי גם לעובדה שמעבירים והורמונים עצביים הופכים ליעילים על ידי עגינה לקולטנים הקשורים לחלבון G. מוטציות בחלבוני G או הקולטנים הנלווים להם משבשות לעיתים קרובות את העברת האות והן הגורם למחלות מסוימות. לדוגמא, דיספלזיה סיבית או ניוון עצמות Albrigh (pseudohypoparathroidroidism) מופעלות על ידי מוטציה של חלבון G. מחלה זו עמידה בפני הורמון parathyroid.

כלומר, הגוף אינו מגיב להורמון זה. הורמון הפרתירואידית אחראי על חילוף החומרים בסידן ויצירת העצמות. ההפרעה במבנה העצם מביאה למקסומות של שרירי השלד או לתפקוד לקוי של הלב, הלבלב, הכבד ובלוטת התריס. באקרומגליה, לעומת זאת, קיימת עמידות להורמון המשחרר הורמון גדילה, כך שהורמון הגדילה משתחרר באופן לא מבוקר ובכך גורם לגידול מוגבר של גפיים ואיברים פנימיים.