Гуанозин-5'-трифосфат ( ГТФ ) — это пуриновый нуклеозидтрифосфат . Это один из строительных блоков, необходимых для синтеза РНК в процессе транскрипции . Его структура похожа на структуру гуанозинового нуклеозида , с той лишь разницей, что у нуклеотидов, таких как ГТФ, на их рибозном сахаре есть фосфаты . У ГТФ гуаниновое нуклеиновое основание прикреплено к 1'-углероду рибозы, а трифосфатный фрагмент прикреплен к 5'-углероду рибозы.
Он также играет роль источника энергии или активатора субстратов в метаболических реакциях, как и АТФ , но более специфично. Он используется как источник энергии для синтеза белка и глюконеогенеза .
ГТФ необходим для передачи сигнала , в частности, с помощью G-белков , в механизмах вторичных мессенджеров, где он превращается в гуанозиндифосфат (ГДФ) под действием ГТФаз .
GTP участвует в передаче энергии внутри клетки. Например, молекула GTP генерируется одним из ферментов цикла лимонной кислоты . Это равносильно генерации одной молекулы АТФ , поскольку GTP легко преобразуется в АТФ с помощью нуклеозиддифосфаткиназы (NDK). [1]
На стадии удлинения трансляции ГТФ используется в качестве источника энергии для связывания новой аминосвязанной тРНК с сайтом А рибосомы . ГТФ также используется в качестве источника энергии для транслокации рибосомы к 3'-концу мРНК . [ 2]
Во время полимеризации микротрубочек каждый гетеродимер, образованный альфа- и бета-молекулой тубулина, несет две молекулы ГТФ, и ГТФ гидролизуется до ГДФ, когда димеры тубулина добавляются к плюс-концу растущей микротрубочки. Такой гидролиз ГТФ не является обязательным для образования микротрубочек, но, по-видимому, только связанные с ГДФ молекулы тубулина способны деполимеризоваться. Таким образом, связанный с ГТФ тубулин служит колпачком на кончике микротрубочки для защиты от деполимеризации; и, как только ГТФ гидролизуется, микротрубочка начинает деполимеризоваться и быстро сжиматься. [3]
Транслокация белков в митохондриальный матрикс включает взаимодействие как ГТФ, так и АТФ. Импорт этих белков играет важную роль в нескольких путях, регулируемых в органелле митохондрий, [4] таких как преобразование оксалоацетата в фосфоенолпируват (ФЕП) в глюконеогенезе. [ необходима цитата ]
ГТФ в сочетании с рибулозо-5-фосфатом являются исходными соединениями для синтеза рибофлавина (витамина B2 ) . [5]
В клетке ГТФ синтезируется посредством многих процессов, включая:
