غوانوزين ثلاثي الفوسفات

غوانوزين ثلاثي الفوسفات باعتباره نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات ، فإن الأدينوزين ثلاثي الفوسفات هو مخزن طاقة مهم في الكائن الحي. يوفر بشكل أساسي الطاقة أثناء عمليات الابتنائية. كما أنه ينشط العديد من الجزيئات الحيوية.

ما هو غوانوزين ثلاثي الفوسفات؟

غوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP) يمثل ثلاثي فوسفات النيوكليوزيد ، والذي يتكون من جوانين قاعدة النوكليوتيدات ، وريبوز السكر وثلاثة بقايا فوسفات مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط أنهيدريد.

في هذه الحالة ، يرتبط الغوانين بالجليكوزيد بالريبوز ، ويرتبط الريبوز بدوره ببقايا الفوسفات الثلاثية عن طريق الأسترة. تعتبر رابطة أنهيدريد مجموعة الفوسفات الثالثة إلى مجموعة الفوسفات الثانية نشطة للغاية. عندما تنفصل مجموعة الفوسفات هذه ، توفر GTP قدرًا كبيرًا من الطاقة لتفاعلات معينة وتحولات الإشارات ، كما هو الحال مع مركب الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).يتكون GTP إما عن طريق الفسفرة البسيطة من الناتج المحلي الإجمالي (غوانوزين ثنائي الفوسفات) أو عن طريق الفسفرة الثلاثية للغوانوزين.

تأتي مجموعات الفوسفات من كلا من ATP وتفاعلات النقل داخل دورة حامض الستريك. مادة غوانوزين الخام عبارة عن نيوكليوسيد مصنوع من الجوانين والريبوز. يتم تحويل GTP إلى GMP (guanosine monophosphate) عن طريق إطلاق مجموعتين من الفوسفات. باعتباره نيوكليوتيد ، فإن هذا المركب يمثل لبنة بناء الحمض النووي الريبي ، وعند عزله خارج الجسم ، يكون GTP مادة صلبة عديمة اللون. في الجسم ، يؤدي العديد من الوظائف كمصدر للطاقة ومورد للفوسفات.

الوظيفة والتأثير والمهام

بالإضافة إلى ATP الأكثر شهرة ، فإن GTP مسؤول أيضًا عن العديد من تفاعلات نقل الطاقة. لا يمكن أن تحدث العديد من التفاعلات الأيضية الخلوية إلا بمساعدة نقل الطاقة من خلال غوانوزين ثلاثي الفوسفات.

كما هو الحال مع ATP ، فإن ارتباط بقايا الفوسفات الثالثة ببقايا الفوسفات الثانية مرتفع جدًا في الطاقة ويمكن مقارنته بمحتوى الطاقة. ومع ذلك ، فإن GTP يحفز مسارات التمثيل الغذائي المختلفة من ATP. تحصل GTP على طاقتها من انهيار الكربوهيدرات والدهون داخل دورة حمض الستريك. من الممكن أيضًا نقل الطاقة من ATP إلى الناتج المحلي الإجمالي مع نقل مجموعة الفوسفات. هذا يخلق ADP و GTP. ينشط Guanosine triphosphate العديد من المركبات والمسارات الأيضية. لذلك فهي مسؤولة عن تنشيط بروتينات G. بروتينات G هي بروتينات يمكنها ربط GTP.

وهذا يمكنهم من نقل الإشارات عبر المستقبلات المرتبطة ببروتين G. هذه إشارات للشم أو الرؤية أو تنظيم ضغط الدم. يحفز GTP نقل الإشارات داخل الخلية عن طريق المساعدة في نقل المواد الإشارة المهمة أو عن طريق تحفيز جزيئات G بنقل الطاقة لبدء سلسلة إشارة. علاوة على ذلك ، لا يمكن أن يحدث التخليق الحيوي للبروتين بدون GTP. يحدث إطالة سلسلة سلسلة البولي ببتيد مع امتصاص الطاقة التي يتم الحصول عليها من تحويل GTP إلى الناتج المحلي الإجمالي. يتم أيضًا تنظيم نقل العديد من المواد ، بما في ذلك بروتينات الغشاء ، إلى الأغشية إلى حد كبير بواسطة GTP.

يعيد GTP أيضًا توليد ADP إلى ATP مع نقل بقايا الفوسفات. كما أنه ينشط السكريات المانوز والفوكوز ، وبالتالي تكوين ADP-mannose و ADP-fucose. وظيفة أخرى مهمة لـ GTP هي مشاركتها في بناء RNA و DNA. GTP ضروري أيضًا لنقل المواد بين النواة والسيتوبلازم. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن GTP هي المادة الأولية لتشكيل GMP الدوري (cGMP).

المركب cGMP هو جزيء إشارات وهو مسؤول ، من بين أمور أخرى ، عن نقل الإشارة البصرية. يتحكم في نقل الأيونات في الكلى والأمعاء. يرسل إشارة لتوسيع الأوعية الدموية والشعب الهوائية. بعد كل شيء ، يعتقد أنه يشارك في تطوير وظائف المخ.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

يحدث غوانوزين ثلاثي الفوسفات في جميع خلايا الكائن الحي. لا غنى عنه كمخزن للطاقة ، وحامل لمجموعة الفوسفات ولبنة لبناء الأحماض النووية. كجزء من عملية التمثيل الغذائي ، فإنه مصنوع من الجوانوزين ، أحادي الفوسفات (GMP) أو ثنائي فوسفات الغوانوزين (الناتج المحلي الإجمالي). GMP هو نوكليوتيد لحمض الريبونوكليك. يمكن أيضًا استردادها من هذا. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تكوين تخليق جديد في الكائن الحي.

لا يمكن ربط المزيد من مجموعات الفوسفات بمجموعة الفوسفات المؤسترة على الريبوز إلا باستهلاك الطاقة. تعني رابطة أنهيدريد مجموعة الفوسفات الثالثة إلى الثانية على وجه الخصوص إنفاقًا كبيرًا للطاقة ، لأن قوى التنافر الكهروستاتيكية تتراكم وتوزع على الجزيء بأكمله. تتطور التوترات داخل الجزيء ، والذي عند ملامسته للجزيء المستهدف المقابل يتم نقله إلى الأخير ، مما يؤدي إلى إطلاق مجموعة فوسفات. تحدث التغييرات التوافقية في الجزيء المستهدف ، مما يؤدي إلى ردود الفعل أو الإشارات المقابلة.

الأمراض والاضطرابات

إذا لم يتم إرسال الإشارة بشكل صحيح في الخلية ، فقد ينتج عن ذلك مجموعة متنوعة من الأمراض. فيما يتعلق بوظيفة GTP ، فإن بروتينات G لها أهمية كبيرة في نقل الإشارات.

تمثل بروتينات G مجموعة غير متجانسة من البروتينات التي يمكنها نقل الإشارات عن طريق الارتباط بـ GTP. يتم تشغيل سلسلة إشارة ، وهي مسؤولة أيضًا عن حقيقة أن الناقلات العصبية والهرمونات تصبح فعالة من خلال الالتحام على المستقبلات المرتبطة بالبروتين G. غالبًا ما تؤدي الطفرات في بروتينات G أو المستقبلات المرتبطة بها إلى تعطيل إرسال الإشارات وهي سبب لأمراض معينة. على سبيل المثال ، يحدث خلل التنسج الليفي أو حثل عظم البريج (قصور الغدد جارات الدرقية الكاذب) عن طريق طفرة في بروتين جي. هذا المرض مقاوم لهرمون الغدة الجار درقية.

أي أن الجسم لا يستجيب لهذا الهرمون. هرمون الغدة الجار درقية مسؤول عن استقلاب الكالسيوم وتكوين العظام. يؤدي اضطراب بنية العظام إلى حدوث ورم مخاطي في عضلات الهيكل العظمي أو خلل في وظائف القلب والبنكرياس والكبد والغدة الدرقية. من ناحية أخرى ، في ضخامة الأطراف ، هناك مقاومة لهرمون النمو المطلق للهرمون ، بحيث يتم إفراز هرمون النمو بطريقة غير منضبطة وبالتالي يؤدي إلى زيادة نمو الأطراف والأعضاء الداخلية.