Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Гуанозиндифосфат, сокращенно ГДФ, является нуклеозидным дифосфатом. Это сложный эфир пирофосфорной кислоты и нуклеозида гуанозина. ГДФ состоит из пирофосфатной группы, пентозного сахара рибозы и нуклеотидного основания гуанина. ГДФ является продуктом дефосфорилирования ГТФ ГТФазами, например, G-белков, участвующих в передаче сигнала. ГДФ превращается в ГТФ при помощи пируваткиназы и фосфоенолпирувата.
Guanosine diphosphate, abbreviated GDP, is a nucleoside diphosphate. It is an ester of pyrophosphoric acid with the nucleoside guanosine. GDP consists of a pyrophosphate group, a pentose sugar ribose, and the nucleobase guanine. GDP is the product of GTP dephosphorylation by GTPases, e. g., the G proteins that are involved in signal transduction. GDP is converted into GTP with the help of pyruvate kinase and phosphoenolpyruvate.
Гидролиз ГТП в ВВП
Гидролиз ГТФ до ГДФ катализируется ферментами ГТФазами, которые используют консервативный мотив активного центра, известный как активирующий белок ГТФазы (GAP). Сначала молекула воды координируется аминокислотными остатками активного центра фермента ГТФазы. Молекула воды атакует γ-фосфат ГТФ, что приводит к образованию пентавалентного переходного состояния. Это переходное состояние стабилизируется взаимодействиями с аминокислотными остатками активного центра, включая консервативные каталитические остатки. В результате γ-фосфат отщепляется и высвобождается неорганический фосфат (Pi). Этот этап также вызывает конформационное изменение фермента, способствующее высвобождению ГДФ.
The hydrolysis of GTP to GDP is facilitated by GTPase enzymes, which utilize a conserved active site motif known as the GTPase activating protein (GAP). Initially, a water molecule is coordinated by the active site residues of the GTPase enzyme. The water molecule attacks the γ phosphate of GTP, leading to the formation of a pentavalent transition state. This transition state is stabilized by interactions with the active site residues, including conserved catalytic residues. As a result, the γ phosphate is cleaved, and inorganic phosphate (Pi) is released. This step also causes a conformational change in the enzyme that promotes the release of GDP.
Внутриклеточная сигнализация
GDP участвует во внутриклеточных процессах передачи сигналов, функционируя как критический регулятор активности GTPаз. GTPазы действуют как молекулярные переключатели, циклически переходя между активным состоянием, связанным с ГТФ, и неактивным состоянием, связанным с ВВП. Преобразование между GDP и GTP строго контролируется и служит молекулярными часами для путей передачи сигналов. Когда внеклеточный сигнал запускает активацию рецептора, сопряженного с G-белком (GPCR), связанный с ним G-белок обменивает свой связанный GDP на GTP, что приводит к конформационным изменениям и активации нисходящих сигнальных каскадов. Эта активация может стимулировать различные клеточные реакции, включая модуляцию экспрессии генов, перестройку цитоскелета и регуляцию ферментативной активности. Гидролиз GTP до GDP, катализируемый GTPазной активностью G-белка, восстанавливает неактивное состояние и тем самым завершает сигнальное событие. В типе внутриклеточной сигнализации, известном как процесс ядерного импорта, цитозольные белки, такие как альфа- и бета-импортны, связываются с последовательностью ядерной локализации, расположенной внутри белка, к которой затем присоединяется ядерный пористый комплекс, обеспечивающий транслокацию в ядро. RanGTPаза связывается с бета-импортном, что приводит к его удалению из комплекса, после чего удаляется альфа-импортн, также связанный с RanGTPазой. Находясь в комплексе с RanGTPазой, импортны покидают ядро, где происходит гидролиз Ran, превращающий связанный GTP в GDP. Ran GDP может вернуться в ядро, связываясь с ядерным транспортным фактором, где белок фактора обмена гуанидиновыми нуклеотидами может катализировать обмен GTP на GDP. Гидролиз GTP также наблюдается в ситуациях с белками Ras, где происходит та же реакция.
GDP is involved in intracellular signaling processes functioning as a critical regulator in the activity of GTPases. GTPases act as molecular switches, cycling between an active GTP bound state and an inactive GDP bound state. The interconversion between GDP and GTP is tightly controlled and serves as a molecular timer for signal transduction pathways. When an extracellular signal triggers the activation of a G protein coupled receptor (GPCR), the associated G protein exchanges its bound GDP for GTP, leading to a conformational change and activation of downstream signaling cascades. This activation can stimulate a variety of cellular responses, including modulation of gene expression, cytoskeletal rearrangements, and regulation of enzymatic activities. The hydrolysis of GTP to GDP by the GTPase activity of the G protein restoring the inactive state, thus terminates the signaling event. In a type of intracellular signaling referred to as the Nuclear Import process, cytosolic proteins like alpha and beta importins would bind the nuclear localization sequence that is located within the protein, to which this complex would bind to a nuclear pore complex that allows for translocation into the nucleus. RanGTPase would bind to the beta importin which removes it from the complex, followed by the removal of the alpa importin which is also bound to the RanGTPase. While bound to the RanGTPase, the importins leave the nucleus where the Ran is hydrolyzed, converting the bound GTP into GDP. Ran GDP can return the nucleus through its bind to a nuclear transport factor, where a Guanine Nucleotide Exchange Factor Protein can come to catalyze the exchange of GTP for GDP. We also see GTP hydrolysis in situations with Ras proteins in which the same reaction occurs.