구아노 신 삼인산 또는 구아노 신 삼인산 (GTP)는 다수의 생물학적 기능에 용이하게 사용할 포스페이트 자유 에너지를 저장할 수있는 많은 뉴클레오티드이다.
일반적으로 다양한 세포 상황에서 다양한 과정을 실행하는 데 필요한 에너지를 제공하는 다른 관련 인산염 뉴클레오티드와 달리, 일부 저자는 GTP, UTP (우리 딘 트리 포스페이트) 및 CTP (시티 딘 트리 포스페이트)와 같은 뉴클레오티드가 주로 에너지를 제공한다는 것을 보여주었습니다. 동화 과정.
Guanosine Triphosphate 또는 GTP의 화학 구조 (출처 : Cacycle, via Wikimedia Commons)
이러한 의미에서 Atkinson (1977)은 GTP가 in vitro 및 in vivo 시스템 모두에서 입증 된 다양한 메커니즘을 통해 많은 단백 동화 과정의 활성화와 관련된 기능을 가지고 있다고 제안합니다.
특히 인산염 그룹 사이의 결합에 포함 된 에너지는 특히 합성과 관련된 일부 세포 과정을 구동하는 데 사용됩니다. 이것의 예는 단백질 합성, DNA 복제 및 RNA 전사, 미세 소관 합성 등입니다.
구조
아데닌 뉴클레오타이드 (ATP, ADP 및 AMP)의 경우와 마찬가지로 GTP는 기본 구조로 세 가지 확실한 요소를 가지고 있습니다.
-복 소환 구아닌 고리 (퓨린)
-5 탄소베이스 설탕, 리보스 (푸란 고리) 및
-3 개의 인산염 기 부착
GTP의 첫 번째 포스페이트 그룹은 리보스 당의 5 '탄소에 부착되고 구아닌 잔기는 리보 푸라 노스 고리의 1'탄소를 통해이 분자에 부착됩니다.
생화학 적 용어로이 분자는 구아노 신 5'- 트리 포스페이트이며 퓨린 트리 포스페이트 또는 화학명으로 9-β-D- 리보 푸라 노실 구아닌 -5'- 트리 포스페이트로 더 잘 설명됩니다.
합성
GTP는 퓨린 합성에 사용되는 리보 뉴클레오타이드 중 하나 인 이노신산 (이노신 5'- 모노 포스페이트, IMP)에서 많은 진핵 생물에서 새로 합성 될 수 있습니다. DNA와 다른 분자가 만들어집니다.
이 화합물, 이노신산은 퓨린 합성뿐만 아니라 인산 뉴클레오티드 ATP 및 GTP의 합성을위한 중요한 분기점입니다.
구아노 신 포스페이트 뉴클레오타이드 (GMP, GDP 및 GTP : 각각 구아노 신 모노-, 디-및 트리 포스페이트)의 합성은 IMP의 퓨린 고리의 NAD + 의존성 수산화로 시작하여 중간 화합물 인 크 산토 신 모노 포스페이트 (XMP)를 형성합니다. .
이 반응은 GMP에 의해 알 로스 테리 적으로 조절되는 IMP 탈수소 효소로 알려진 효소에 의해 촉매됩니다.
그런 다음 아미드 그룹은 구아노 신 모노 포스페이트 또는 GMP 분자가 생성되는 효소 XMP aminase의 작용을 통해 이렇게 생성 된 XMP로 전달됩니다 (글루타민 및 ATP 의존성 반응).
가장 활동적인 뉴클레오티드는 일반적으로 삼인산 뉴클레오티드이므로 방금 설명한 경로에서 생성되는 GMP 분자로 포스페이트 그룹을 전달하는 역할을하는 효소가 있습니다.
이들 효소는 구 아닐 레이트 키나제 및 뉴 클레오 시드 디포 스포 키나제로 알려진 특정 ATP 의존성 키나제 (키나제)입니다.
구 아닐 레이트 사이 클라 제에 의해 촉매되는 반응에서 ATP는 GMP를 GDP 및 ATP로 전환하는 인산염 공여자 역할을합니다.
GMP + ATP → GDP + ADP
Guanine diphosphate nucleotide (GDP)는 이후에 nucleoside diphosphokinase의 기질로 사용되며, 이는 또한 GDP를 GTP로 전환하기위한 인산염 공여자로 ATP를 사용합니다.
GDP + ATP → GTP + ADP
다른 경로에 의한 합성
새로운 생합성 경로 이외에 GTP를 생성 할 수있는 세포 대사 경로가 많이 있습니다. 이들은 일반적으로 다른 출처에서 오는 인산염 그룹을 GMP 및 GDP 전구체로 이동하여 수행합니다.
풍모
ATP와 유사한 뉴클레오티드 인산염 인 GTP는 세포 수준에서 수많은 기능을합니다.
- "튜 불린"으로 알려진 단백질로 구성된 속이 빈 튜브 인 미세 소관의 성장에 참여합니다. 고분자는 GTP를 가수 분해하는 능력을 가지고 있으며 이는 신장 또는 성장에 필수적인 GTP입니다.
-G 단백질 또는 GTP 결합 단백질의 필수 요소로, 순환 AMP 및 신호 캐스케이드와 관련된 다양한 신호 전달 과정에서 매개체 역할을합니다.
이러한 신호 전달 과정은 세포와 환경 및 내부 세포 기관과의 통신을 초래하며, 포유류의 호르몬 및 기타 중요한 요소에 암호화 된 지침을 수행하는 데 특히 중요합니다.
세포에 매우 중요한 이러한 신호 전달 경로의 예는 G 단백질과의 상호 작용을 통한 효소 아데 닐 레이트 사이 클라 아제의 조절입니다.
풍모
GTP는 "무 세포"시스템에서 시험관 내 실험을 통해 입증 된 많은 기능을 가지고 있습니다. 이러한 실험을 통해 다음 활동에 적극적으로 참여하고 있음을 입증 할 수있었습니다.
-진핵 생물에서 단백질 합성 (펩티드의 시작 및 연장 모두)
-단백질 글리코 실화 촉진
-원핵 생물과 진핵 생물에서 리보솜 RNA 합성
-특히 디아 실 글리세롤 합성 중 인지질 합성
특정 기능
다른 실험은 세포 또는 생체 내 시스템에서 다음과 같은 과정에서 GTP의 참여를 입증했습니다.
-다양한 종류의 미생물, 원핵 생물 및 진핵 생물의 포자의 포자 형성 및 활성화
-진핵 생물에서 리보솜 RNA 합성
-다른 것들 중에서.
또한 정상 세포에서 암세포로의 발암 성 진행은 세포 성장 및 증식에 대한 통제 상실을 수반하며, 특정 GTP- 의존적 활성을 갖는 많은 GTP 결합 단백질 및 단백질 키나제가 참여하는 것으로 제안되었습니다.
GTP는 또한 가수 분해와 직접적으로 관련이있는 미토콘드리아 기질로의 단백질 수입에 대한 자극 효과를 가지고 있습니다 (미토콘드리아 단백질의 90 % 이상은 세포질에서 리보솜에 의해 합성됩니다).
참고 문헌
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