Estrutura, síntese, funções de Guanosín Trifosfato (GTP)

Ele Guanosín Tiffosfato o O tifosfato de guanosina (GTP) é um dos muitos nucleotídeos de fosfato capazes de armazenar energia livre facilmente utilizável para múltiplas funções biológicas.

Ao contrário de outros nucleotídeos de fosfato relacionados, que geralmente fornecem a energia necessária para executar uma ampla variedade de processos em diferentes contextos celulares, alguns autores mostraram que nucleotídeos como GTP, UTP (Uridina Tryngosfato) e CTP (tifose citidina) fornecem energia principalmente em umabólico processos.

Estrutura química de Guanosín Tryngosfato ou GTP (Fonte: Cacycle, via Wikimedia Commons)

Nesse sentido, Atkinson (1977) sugere que o GTP possui funções que envolvem a ativação de muitos processos anabólicos através de diferentes mecanismos, que foram demonstrados em sistemas ambos Em vitro como Na Vivo.

A energia contida em seus vínculos, especialmente entre os grupos fosfato, é usada para aumentar alguns processos celulares, especialmente envolvidos na síntese. Exemplo disso são a síntese de proteínas, a replicação do DNA e a transcrição do RNA, a síntese de microtúbulos, etc.

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Estrutura

Como é verdade para os nucleotídeos de adenina (ATP, ADP e AMP), o GTP possui como estrutura básica três elementos indiscutíveis:

-Um anel de guanina heterocíclica (purina)

-Um açúcar de base de cinco carbonas, o ribose (anel furioso) e

-Três grupos de fosfato unidos

O primeiro grupo de fosfato GTP está ligado ao carbono de 5 'de açúcar de ribose e o resíduo de guanina se liga a essa molécula através do carbono na posição 1' do anel ribofuranosa.

Em termos bioquímicos, esta molécula é uma guanosina de 5'-trifosfato, melhor descrita como uma purina trififosa ou, com seu nome químico, 9-β-d-lribofuranosilguanina-5'-trifosfato.

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Síntese

O GTP pode ser sintetizado de Novo Em muitos eucariotos do ácido inosina (inosina 5'-monofosfato, IMP), um dos ribonucleotídeos usados ​​para a síntese das purinas, que são um dos dois tipos de bases nitrogenadas que o DNA e outras moléculas são compostas.

Este composto, o ácido inosínico, é um ponto importante de ramo, não apenas para a síntese de purinas, mas também para a síntese dos nucleotídeos ATP e fosfato de GTP.

Síntese de nucleotídeos de fosfato de guanosina (GMP, PIB e GTP: mono- e guanosina triffet.

Esta reação é catalisada por uma enzima conhecida como im desidrogenase, que é regulamentada alostéricamente pelo GMP.

O XMP produzido é então transferido um grupo amida (reação dependente de glutamina e ATP) por meio da ação da enzima XMP aminase, onde ocorre uma molécula de monofosfato ou guanosina GMP.

Como os nucleotídeos mais ativos são geralmente.

Essas enzimas são cinases específicas (cochases) conhecidas como guanilato quinases e o nucleosídeo da defosfoquinase.

Na reação catalisada pelo Guanilado Ciclasas, o ATP atua como um doador de fosfato para a conversão do GMP no PIB e ATP:

GMP + ATP → PIB + ADP

O nucleotídeo de guanina difosfato (PIB) é posteriormente usado como substrato de um nucleosídeo de defosfoquinase, que também usa ATP como doador de fosfato para a conversão do PIB em GTP:

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PIB + ATP → GTP + ADP

Síntese por outras maneiras

Existem muitas rotas metabólicas celulares capazes de produzir GTP diferentes da rota biossintética de Novo. Isso geralmente faz isso através da transferência de grupos fosfatos, de diferentes fontes, para os precursores de GMP e PIB.

Funções

O GTP, como um fosfato de nucleotídeo análogo ao ATP, tem inúmeras funções no nível celular:

-Participe do crescimento de microtúbulos, que são tubos ocos compostos por uma proteína conhecida como "tubulina" cujos polímeros têm a capacidade de hidrolisar GTP, que é essencial para alongamento ou crescimento.

-É um fator essencial para proteínas GTP ou proteínas de ligação a GTP, que funcionam como mediadores em vários processos de transdução de sinal relacionados, por sua vez, com AMP cíclico e suas cachoeiras sinalizadoras.

Esses processos de sinalização resultam na comunicação da célula com seu ambiente e suas organelas internas e são especialmente importantes para executar as instruções codificadas em hormônios e outros fatores importantes em mamíferos.

Exemplo dessas rotas de sinalização de extrema importância para a célula é a regulação da enzima adenilato ciclasa por meio de sua interação com uma proteína G

Funções Em vitro

O GTP tem muitas funções que foram demonstradas por meio de experimentos Em vitro Nos sistemas "celular". A partir desses experimentos, foi possível provar que participa ativamente em:

-Síntese de proteínas em eucariotos (tanto para iniciação quanto para alongamento peptídico)

-Estimulação da glicosilação de proteínas

-A síntese de RNA ribossômico em procariontes e eucariotos

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-A síntese de fosfolipídios, particularmente durante a síntese de diilglicerol

Funções determinadas Na Vivo

Outros experimentos, mas em sistemas celulares ou Na Vivo Eles provaram a participação do GTP em processos como:

-Esporulação e ativação dos esporos de diferentes tipos de microorganismos, procariontes e eucariotos

-Síntese de RNA ribossômico em eucariotos

-Entre outras.

Também foi proposto que o progresso oncogênico das células normais com células cancerígenas envolve perda de controle sobre o crescimento e proliferação celular, onde muitas proteínas de ligação a GTP e proteínas da quinase com atividade dependente de GTP específica participam.

O GTP também tem efeitos estimulantes na importação de proteínas para a matriz mitocondrial, que está diretamente relacionada à sua hidrólise (mais de 90% das proteínas mitocondriais são sintetizadas por ribossomos em citosol).

Referências

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4. Rawn, j. D. (1998). Bioquímica. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
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