Гуанозиндифосфат , сокращенно GDP , является нуклеозиддифосфатом . Это эфир пирофосфорной кислоты с нуклеозидом гуанозином . GDP состоит из пирофосфатной группы , пентозного сахара рибозы и азотистого основания гуанина . [1]
GDP является продуктом дефосфорилирования GTP ГТФазами , например, G-белками , которые участвуют в передаче сигнала .
GDP преобразуется в GTP с помощью пируваткиназы и фосфоенолпирувата.
Гидролиз GTP до GDP осуществляется ферментами GTPase , которые используют консервативный мотив активного сайта, известный как белок, активирующий GTPase (GAP). Первоначально молекула воды координируется остатками активного сайта фермента GTPase. Молекула воды атакует γ-фосфат GTP, что приводит к образованию пятивалентного переходного состояния. Это переходное состояние стабилизируется взаимодействием с остатками активного сайта, включая консервативные каталитические остатки. В результате γ-фосфат расщепляется, и высвобождается неорганический фосфат (Pi). Этот шаг также вызывает конформационное изменение в ферменте, которое способствует высвобождению GDP. [2]
GDP участвует во внутриклеточных сигнальных процессах, функционируя как критический регулятор активности GTPases. GTPases действуют как молекулярные переключатели, циклически переключаясь между активным состоянием, связанным с GTP, и неактивным состоянием, связанным с GDP. Взаимопревращение между GDP и GTP строго контролируется и служит молекулярным таймером для путей передачи сигнала. Когда внеклеточный сигнал запускает активацию рецептора, сопряженного с G-белком (GPCR), связанный G-белок обменивает свой связанный GDP на GTP, что приводит к конформационному изменению и активации каскадов нисходящих сигналов. [3] Эта активация может стимулировать различные клеточные реакции, включая модуляцию экспрессии генов, перестройки цитоскелета и регуляцию ферментативной активности. Гидролиз GTP до GDP активностью GTPase G-белка, восстанавливающей неактивное состояние, таким образом завершает сигнальное событие. [4]
В типе внутриклеточной сигнализации, называемом процессом ядерного импорта, цитозольные белки, такие как альфа- и бета-импортины, связывают последовательность ядерной локализации, которая находится внутри белка, с которой этот комплекс связывается с комплексом ядерной поры, который обеспечивает транслокацию в ядро. [5] RanGTPase связывается с бета-импортином, который удаляет его из комплекса, после чего следует удаление альфа-импортина, который также связан с RanGTPase. Связанные с RanGTPase, импортины покидают ядро, где Ran гидролизуется, превращая связанный GTP в GDP. Ran-GDP может возвращать ядро через свою связь с ядерным транспортным фактором, где белок фактора обмена гуаниновых нуклеотидов может катализировать обмен GTP на GDP. Мы также видим гидролиз GTP в ситуациях с белками Ras, в которых происходит та же реакция. [6]