Гуанозин-5'-трифосфат ( ГТФ ) представляет собой пуриновый нуклеозидтрифосфат . Это один из строительных блоков, необходимых для синтеза РНК в процессе транскрипции . Его структура аналогична структуре нуклеозида гуанозина , с той лишь разницей, что нуклеотиды, такие как GTP, содержат фосфаты на рибозном сахаре. GTP имеет нуклеиновое основание гуанина , присоединенное к 1'-углероду рибозы, и трифосфатный фрагмент, присоединенный к 5'-углероду рибозы.
Он также выполняет роль источника энергии или активатора субстратов в метаболических реакциях, подобно АТФ , но более специфически. Он используется в качестве источника энергии для синтеза белка и глюконеогенеза .
ГТФ необходим для передачи сигналов , в частности с помощью G-белков , в механизмах второго мессенджера, где он преобразуется в гуанозиндифосфат (ГДП) под действием ГТФаз .
ГТФ участвует в переносе энергии внутри клетки. Например, молекула GTP генерируется одним из ферментов цикла лимонной кислоты . Это равносильно образованию одной молекулы АТФ , поскольку ГТФ легко превращается в АТФ с помощью нуклеозиддифосфаткиназы (НДК). [1]
На стадии элонгации трансляции ГТФ используется в качестве источника энергии для связывания новой аминосвязанной тРНК с А-сайтом рибосомы . GTP также используется в качестве источника энергии для транслокации рибосомы к 3'-концу мРНК . [2]
Во время полимеризации микротрубочек каждый гетеродимер, образованный молекулами альфа- и бета-тубулина, несет две молекулы GTP, и GTP гидролизуется до GDP, когда димеры тубулина добавляются к плюсовому концу растущей микротрубочки. Такой гидролиз GTP не является обязательным для образования микротрубочек, но, по-видимому, только молекулы GDP-связанного тубулина способны деполимеризоваться. Таким образом, GTP-связанный тубулин служит колпачком на кончике микротрубочки, защищая его от деполимеризации; и как только GTP гидролизуется, микротрубочки начинают быстро деполимеризоваться и сокращаться. [3]
Транслокация белков в митохондриальный матрикс включает взаимодействие как ГТФ, так и АТФ. Импорт этих белков играет важную роль в нескольких путях, регулируемых внутри митохондриальных органелл [4] , таких как превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват (PEP) в глюконеогенезе. [ нужна цитата ]
GTP в сочетании с рибулозо-5-фосфатом являются соединениями-предшественниками для синтеза рибофлавина (витамина B2 ) . [5]
В клетке GTP синтезируется посредством многих процессов, включая:
