Введение

Химическое соединение

Гуанозин 5'-трифосфат (GTP) — это пуриновый нуклеозидтрифосфат. Он является одним из строительных блоков, необходимых для синтеза РНК в процессе транскрипции. Его структура аналогична структуре гуанозина, единственное отличие состоит в том, что нуклеотиды, такие как GTP, содержат фосфатные группы, присоединенные к рибозному сахару. GTP имеет гуаниновое нуклеобазисное основание, присоединенное к 1'-углероду рибозы, и трифосфатную группу, присоединенную к 5'-углероду рибозы. Он также выполняет роль источника энергии или активатора субстратов в метаболических реакциях, подобно АТФ, но более специфично. GTP используется как источник энергии для синтеза белка и глюконеогенеза. GTP необходим для передачи сигналов, особенно с G-белками, в механизмах вторичных посредников, где он превращается в гуанозиндифосфат (GDP) под действием GTPаз.

Передача энергии

ГТФ участвует в передаче энергии внутри клетки. Например, молекула ГТФ образуется одним из ферментов цикла лимонной кислоты. Это эквивалентно образованию одной молекулы АТФ, поскольку ГТФ легко превращается в АТФ при участии нуклеозиддифосфаткиназы (НДК).

Генетический перевод

На стадии удлинения трансляции ГТФ используется как источник энергии для присоединения новой тРНК, несущей аминокислоту, к А-сайту рибосомы. ГТФ также используется как источник энергии для транслокации рибосомы в направлении 3'-конца мРНК.

Динамическая нестабильность микротубулей

Во время полимеризации микротрубочек каждый гетеродимер, образованный молекулами альфа- и бета-тубулина, несет две молекулы ГТФ, и ГТФ гидролизуется до ГДФ при добавлении димеров тубулина к плюсовому концу растущей микротрубочки. Такой гидролиз ГТФ не является обязательным для формирования микротрубочек, но, по-видимому, только молекулы тубулина, связанные с ГДФ, способны к деполимеризации. Таким образом, тубулин, связанный с ГТФ, служит "колпачком" на конце микротрубочки, защищая её от деполимеризации; и как только ГТФ гидролизуется, микротрубочка начинает деполимеризироваться и быстро укорачиваться.

Функция митохондрий

Транслокация белков в митохондриальный матрикс включает взаимодействие как ГТФ, так и АТФ. Импорт этих белков играет важную роль в нескольких метаболических путях, регулируемых в митохондриях, таких как превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват (ФЕП) в процессе глюконеогенеза.

Прекурсор для синтеза рибофлавина

GTP в сочетании с рибулозо-5-фосфатом являются предшественниками синтеза рибофлавина (витамина B2).