Guanosin trifosfat Bir nükleosit trifosfat olarak adenozin trifosfat, organizmada önemli bir enerji deposudur. Esas olarak anabolik süreçler sırasında enerji sağlar. Aynı zamanda birçok biyomolekülü aktive eder.
Guanozin trifosfat nedir?
Guanosin trifosfat (GTP) nükleotid baz guanini, şeker ribozu ve anhidrit bağları ile birbirine bağlanmış üç fosfat kalıntısından oluşan bir nükleosit trifosfatı temsil eder.
Bu durumda guanin glikosidik olarak riboza bağlanır ve riboz da bir esterleştirme yoluyla üçlü fosfat kalıntısına bağlanır. Üçüncü fosfat grubunun ikinci fosfat grubuna anhidrit bağı çok enerjiktir. Bu fosfat grubu ayrıldığında, GTP, analog bileşik adenozin trifosfat (ATP) ile olduğu gibi, belirli reaksiyonlar ve sinyal transdüksiyonları için çok fazla enerji sağlar.GTP, GDP'den (guanozin difosfat) basit fosforilasyon veya guanozinin üçlü fosforilasyonuyla oluşturulur.
Fosfat grupları, sitrik asit döngüsü içindeki hem ATP hem de transfer reaksiyonlarından gelir. Hammadde guanozin, guanin ve ribozdan yapılan bir nükleosittir. GTP, iki fosfat grubu serbest bırakılarak GMP'ye (guanozin monofosfat) dönüştürülür. Bir nükleotid olarak bu bileşik, ribonükleik asidin bir yapı bloğunu temsil eder.Vücudun dışında izole edildiğinde, GTP renksiz bir katıdır. Vücutta, enerji iletici ve fosfat tedarikçisi olarak birçok işlevi yerine getirir.
İşlev, efekt ve görevler
Daha iyi bilinen ATP'ye ek olarak, GTP birçok enerji transfer reaksiyonundan da sorumludur. Birçok hücresel metabolik reaksiyon, ancak guanozin trifosfat yoluyla enerji transferi yardımıyla gerçekleşebilir.
ATP'de olduğu gibi, üçüncü fosfat kalıntısının ikinci fosfat kalıntısına bağlanması enerji açısından çok yüksektir ve enerji içeriğiyle karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, GTP, ATP'den farklı metabolik yolları katalize eder. GTP, enerjisini sitrik asit döngüsü içindeki karbonhidrat ve yağların parçalanmasından alır. Bir fosfat grubunun transferiyle ATP'den GDP'ye bir enerji transferi de mümkündür. Bu ADP ve GTP'yi oluşturur. Guanosin trifosfat, birçok bileşiği ve metabolik yolu aktive eder. Bu yüzden G proteinlerini aktive etmekten sorumludur. G proteinleri, GTP'yi bağlayabilen proteinlerdir.
Bu onların sinyalleri G proteini ile ilişkili reseptörler aracılığıyla iletmelerini sağlar. Bunlar kan basıncını koklamak, görmek veya düzenlemek için sinyallerdir. GTP, önemli sinyal maddelerinin transferine yardımcı olarak veya bir sinyal kaskadını başlatan enerji transferiyle G moleküllerini uyararak hücre içindeki sinyal transdüksiyonunu uyarır. Dahası, protein biyosentezi GTP olmadan gerçekleşemez. Polipeptit zincirinin zincir uzatması, GTP'nin GSYİH'ye dönüştürülmesinden elde edilen enerjinin alınmasıyla gerçekleşir. Membran proteinleri dahil birçok maddenin membranlara taşınması da büyük ölçüde GTP tarafından düzenlenir.
GTP ayrıca bir fosfat kalıntısının transferiyle ADP'yi ATP'ye yeniden oluşturur. Ayrıca şeker mannozunu ve fukozu aktive eder, böylece ADP-mannoz ve ADP-fukoz oluşturur. GTP'nin bir diğer önemli işlevi, RNA ve DNA'nın yapımına katılımıdır. GTP ayrıca maddelerin çekirdek ve sitoplazma arasında taşınması için de gereklidir. GTP'nin döngüsel GMP (cGMP) oluşumu için başlangıç malzemesi olduğu da belirtilmelidir.
Bileşik cGMP, bir sinyal molekülüdür ve diğer şeylerin yanı sıra görsel sinyal transdüksiyonundan sorumludur. Böbreklerde ve bağırsaklarda iyon taşınmasını kontrol eder. Kan damarlarının ve bronşların genişlemesi için sinyal gönderir. Sonuçta, beyin fonksiyonunun gelişiminde rol oynadığına inanılıyor.
Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler
Guanozin trifosfat, organizmanın tüm hücrelerinde bulunur. Nükleik asitlerin yapımı için enerji deposu, fosfat grubu taşıyıcısı ve yapı taşı olarak vazgeçilmezdir. Metabolizmanın bir parçası olarak guanozin, guanozin monofosfat (GMP) veya guanozin difosfattan (GDP) yapılır. GMP, ribonükleik asidin bir nükleotididir. Bundan da kurtarılabilir. Ancak organizmada yeni bir sentez de mümkündür.
Diğer fosfat gruplarının riboz üzerinde esterlenen fosfat grubuna bağlanması ancak enerji harcamasıyla mümkündür. Üçüncü fosfat grubunun ikinciye anhidrit bağı özellikle yüksek enerji harcaması anlamına gelir, çünkü tüm molekül üzerine dağılan elektrostatik itme kuvvetleri oluşur. Molekül içinde gerilimler gelişir ve ilgili hedef molekülle temas üzerine ikincisine aktarılır ve bir fosfat grubu salınır. Hedef molekülde, karşılık gelen reaksiyonları veya sinyalleri tetikleyen konformasyonel değişiklikler meydana gelir.
Hastalıklar ve Bozukluklar
Hücrede sinyal iletimi düzgün gerçekleşmezse çeşitli hastalıklar ortaya çıkabilir. GTP'nin işlevi ile bağlantılı olarak, G proteinleri sinyal taşınması için büyük önem taşır.
G proteinleri, GTP'ye bağlanarak sinyalleri iletebilen heterojen bir protein grubunu temsil eder. Nörotransmiterlerin ve hormonların G proteiniyle ilişkili reseptörlere kenetlenerek etkili hale gelmesinden de sorumlu olan bir sinyal kaskadı tetiklenir. G proteinlerindeki mutasyonlar veya bunlarla ilişkili reseptörler genellikle sinyal iletimini bozar ve belirli hastalıkların nedenidir. Örneğin, fibröz displazi veya Albrigh kemik distrofisi (psödohipoparatiroidizm), bir G proteininin mutasyonu ile tetiklenir. Bu hastalık paratiroid hormonuna dirençlidir.
Yani vücut bu hormona cevap vermez. Paratiroid hormonu, kalsiyum metabolizması ve kemik oluşumundan sorumludur. Kemik yapı bozukluğu, iskelet kaslarının miksomalarına veya kalp, pankreas, karaciğer ve tiroid bezinin işlev bozukluğuna yol açar. Akromegalide ise büyüme hormonu salgılayan hormona direnç vardır, böylece büyüme hormonu kontrolsüz bir şekilde salınır ve böylelikle uzuvlarda ve iç organlarda artışa neden olur.
