Guanozín trifosfát - funkcie a choroby

Guanozín trifosfát Ako nukleozid trifosfát je adenozíntrifosfát dôležitým zásobníkom energie v tele. Poskytuje hlavne energiu počas anabolických procesov. Aktivuje tiež veľa biomolekúl.

Obsah

Čo je guanozín trifosfát?

Guanozín trifosfát (GTP) predstavuje nukleozid trifosfát, ktorý sa skladá z nukleotidovej bázy guanínu, cukrovej ribózy a troch fosfátových zvyškov navzájom spojených anhydridovými väzbami.

V tomto prípade je guanín glykozidicky viazaný na ribózu a ribóza je zase viazaná na trojitý fosfátový zvyšok pomocou esterifikácie. Anhydridová väzba tretej fosfátovej skupiny na druhú fosfátovú skupinu je veľmi energetická. Keď sa táto fosfátová skupina odštiepi, dodáva GTP veľa energie pre určité reakcie a signálne transdukcie, ako pri analogickej zlúčenine adenozíntrifosfát (ATP). GTP sa tvorí buď jednoduchou fosforyláciou z GDP (guanozín difosfát) alebo trojitou fosforyláciou z guanozínu.

Fosfátové skupiny pochádzajú z ATP aj z prenosových reakcií v rámci cyklu kyseliny citrónovej. Východiskovou látkou guanozín je nukleozid vyrobený z guanínu a ribózy. GTP sa premieňa na GMP (guanozínmonofosfát) uvoľňovaním dvoch fosfátových skupín. Ako nukleotid je táto zlúčenina stavebným kameňom ribonukleovej kyseliny. Keď je GTP izolovaný mimo tela, je bezfarebná pevná látka. V tele plní mnoho funkcií ako prenášač energie a dodávateľ fosfátov.

Funkcia, efekt a úlohy

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 z rozkladu sacharidov a tukov v cykle kyseliny citrónovej. Je možný aj prenos energie z ATP na GDP s prenosom fosfátovej skupiny. Tak vzniknú ADP a GTP. Guanozín trifosfát aktivuje mnoho zlúčenín a metabolických ciest. Je teda zodpovedný za aktiváciu G proteínov. G proteíny sú proteíny, ktoré môžu viazať GTP.

To im umožňuje prenášať signály cez receptory spojené s G-proteínom. Sú to signály pre vôňu, videnie alebo reguláciu krvného tlaku. GTP stimuluje prenos signálu v bunke tým, že pomáha prenosu dôležitých signálnych látok alebo stimuluje molekuly G prenosom energie, ktorý iniciuje signálnu kaskádu. Ďalej nemôže prebiehať biosyntéza proteínov bez GTP. K predĺženiu reťazca polypeptidového reťazca dochádza absorpciou energie, ktorá sa získava konverziou GTP na GDP. Transport mnohých látok vrátane membránových proteínov do membrán je tiež z veľkej časti regulovaný GTP.

GTP tiež regeneruje ADP na ATP prenosom fosfátového zvyšku. Aktivuje tiež cukry manózu a fukózu, čím vytvára ADP-manózu a ADP-fukózu. Ďalšou dôležitou funkciou GTP je jeho účasť na konštrukcii RNA a DNA. GTP je tiež nevyhnutný pre transport látok medzi jadrom a cytoplazmou. Malo by sa tiež spomenúť, že GTP je východiskový materiál pre tvorbu cyklického GMP (cGMP).

Zlúčenina cGMP je signálna molekula a je zodpovedná okrem iného za vizuálnu transdukciu signálu. Riadi transport iónov v obličkách a črevách. Vysiela signál pre rozšírenie krvných ciev a priedušiek. Koniec koncov sa predpokladá, že sa podieľa na vývoji mozgových funkcií.

Vzdelanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Guanozín trifosfát sa vyskytuje vo všetkých bunkách organizmu. Je nevyhnutný ako zásobáreň energie, nosič fosfátových skupín a stavebný blok pre stavbu nukleových kyselín. Ako súčasť metabolizmu je vyrobený z guanozínu, guanozínmonofosfátu (GMP) alebo guanozín difosfátu (GDP). GMP je nukleotid ribonukleovej kyseliny. 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 možná iba s vynaložením energie. Anhydridová väzba tretej fosfátovej skupiny na druhú znamená predovšetkým vysoký výdaj energie, pretože sa vytvárajú elektrostatické odpudivé sily, ktoré sú rozložené po celej molekule. V molekule sa vyvinie napätie, ktoré sa pri kontakte so zodpovedajúcou cieľovou molekulou prenesie do tejto molekuly a uvoľní sa fosfátová skupina. V cieľovej molekule nastávajú konformačné zmeny, ktoré vyvolávajú zodpovedajúce reakcie alebo signály.

Lieky nájdete tu

Choroby a poruchy

G proteíny predstavujú heterogénnu skupinu proteínov, ktoré môžu prenášať signály väzbou na GTP. Spustí sa signálna kaskáda, ktorá je tiež zodpovedná za to, že neurotransmitery a hormóny sa stanú účinnými pripojením na receptory spojené s G-proteínom. Mutácie v G-proteínoch alebo ich pridružených receptoroch často narúšajú prenos signálu a sú pôvodcom určitých chorôb. Napríklad fibrózna dysplázia alebo Albrighova kostná dystrofia (pseudohypoparatyroidizmus) sa spúšťajú mutáciou G proteínu. Toto ochorenie je rezistentné na paratyroidný hormón.

To znamená, že telo na tento hormón nereaguje. Paratyroidný hormón je zodpovedný za metabolizmus vápnika a tvorbu kostí. Porucha kostnej štruktúry vedie k myxómom kostrových svalov alebo k dysfunkcii srdca, pankreasu, pečene a štítnej žľazy. Na druhej strane v akromegálii existuje rezistencia na hormón uvoľňujúci rastový hormón, takže rastový hormón sa uvoľňuje nekontrolovane a spôsobuje tak zvýšený rast končatín a vnútorných orgánov.

nafúknuť

• Alberts, B. a kol.: Molecular Biology of the Cell. 4. vydanie. Wiley-VCH, Weinheim 2003
• Lothar, T.: Laboratórium a diagnostika. TH-Books, Frankfurt 2005
• Renz-Polster, H., Krautzig, S. (ed.): Základná učebnica interného lekárstva. Urban & Fischer, Mníchov 2012

Tiež by vás mohlo zaujímať

Na stránkach MedLexi.de publikujeme nielen informácie o zdraví, medicíne a wellness, ale sme nadšení aj zo súčasného lekárskeho výskumu a medicínskych technológií. S potešením skúmame všetky témy týkajúce sa pohody človeka a jeho zdravia a pre širokú verejnosť vysvetľujeme zložité medicínske problémy s vysokými novinárskymi štandardmi.

Lekárske odborné znalosti pre naše predmetové oblasti nám pomáhajú pripraviť zrozumiteľné znalosti pre vaše zdravie. Fakty zvedavo vyšetrujeme, kontrolujeme na základe aktuálnej situácie vo výskume a tiež skúmame každodennú lekársku prax. Vidíme sa ako sprostredkovatelia vedomostí medzi lekárom a pacientom.

---