ग्वानोसिन ट्राईफॉस्फेट या ग्वानोसिन ट्रायफ़ोस्फेट (जीटीपी) कई फॉस्फेट मुक्त ऊर्जा कई जैविक कार्यों के लिए आसानी से प्रयोग करने योग्य संग्रहित करने में सक्षम न्यूक्लियोटाइड से एक है।
अन्य संबंधित फॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड्स के विपरीत, जो आमतौर पर विभिन्न सेलुलर संदर्भों में प्रक्रियाओं की एक विस्तृत विविधता को निष्पादित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं, कुछ लेखकों ने दिखाया है कि न्यूक्लियोटाइड्स जैसे कि जीटीपी, यूटीपी (यूरिडीन ट्राइफॉस्फेट) और सीटीपी (साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट) मुख्य रूप से ऊर्जा प्रदान करते हैं। उपचय प्रक्रियाओं।
गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट या जीटीपी की रासायनिक संरचना (स्रोत: कैक साइकिल, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)
इस अर्थ में, एटकिंसन (1977) का सुझाव है कि जीटीपी में ऐसे कार्य हैं जिनमें विभिन्न तंत्रों के माध्यम से कई उपचय प्रक्रियाओं की सक्रियता शामिल है, जो इन विट्रो और इन विवो सिस्टम दोनों में प्रदर्शित की गई है।
इसके बांड में निहित ऊर्जा, विशेष रूप से फॉस्फेट समूहों के बीच, विशेष रूप से संश्लेषण में शामिल कुछ सेलुलर प्रक्रियाओं को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है। इसके उदाहरण प्रोटीन संश्लेषण, डीएनए प्रतिकृति और आरएनए प्रतिलेखन, सूक्ष्मनलिका संश्लेषण, आदि हैं।
संरचना
जैसा कि एडेनिन न्यूक्लियोटाइड्स (एटीपी, एडीपी और एएमपी) के लिए सच है, जीटीपी के मूल संरचना के रूप में तीन निर्विवाद तत्व हैं:
-एक हेट्रोसायक्लिक ग्वानिन रिंग (प्यूरीन)
-पांच कार्बन बेस शुगर, राइबोज (फुरान रिंग) और
-तीनों फॉस्फेट समूह जुड़े
GTP का पहला फॉस्फेट समूह राइबोस चीनी के 5 'कार्बन से जुड़ा हुआ है और ग्वानिन अवशेषों को इस अणु में राइबोफ्यूरस रिंग के 1' कार्बन के माध्यम से जोड़ा जाता है।
जैव रासायनिक शब्दों में, यह अणु एक गुआनोसिन 5'-ट्राइफॉस्फेट है, जिसे बेहतर रूप से प्यूरीन ट्राइफॉस्फेट के रूप में वर्णित किया गया है या, इसके रासायनिक नाम के साथ 9-D-D-राइबोफुरानोसिलग्रेनिन -5'-ट्राइफॉस्फेट है।
संश्लेषण
जीटीपी को इनोसिनीक एसिड (इनोसिन 5'-मोनोफॉस्फेट, आईएमपी) से कई यूकेरियोट्स में डे नोवो को संश्लेषित किया जा सकता है, प्यूरीन के संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले राइबोन्यूक्लियोटाइड्स में से एक, जो दो प्रकार के नाइट्रोजनस बेस में से एक है डीएनए और अन्य अणु बनते हैं।
यह यौगिक, इनोसिनीक एसिड, न केवल प्यूरीन के संश्लेषण के लिए एक महत्वपूर्ण शाखा बिंदु है, बल्कि फॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड्स एटीपी और जीटीपी के संश्लेषण के लिए भी है।
गुआनोसिन फॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड्स (GMP, GDP और GTP: guanosine मोनो-, di- और ट्राईफॉस्फेट, क्रमशः) का संश्लेषण, NAD + की निर्भरता के शुद्ध रिंग के शुद्धिकारक हाइड्रॉक्सिलेशन से शुरू होता है, जिससे मध्यवर्ती यौगिक xanthosine monophosphate (XMP) बनता है। ।
इस प्रतिक्रिया को IMP डिहाइड्रोजनेज के रूप में जाना जाने वाला एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है, जिसे GMP द्वारा सर्वसम्मति से विनियमित किया जाता है।
एक एमाइड समूह को तब XMP में स्थानांतरित किया जाता है, इस प्रकार उत्पादित (ग्लूटामाइन और एटीपी निर्भर प्रतिक्रिया) एंजाइम एक्सएमपी अमीनस की कार्रवाई के माध्यम से होता है, जहां गुआनोसिन मोनोफॉस्फेट या जीएमपी का एक अणु उत्पन्न होता है।
चूंकि सबसे सक्रिय न्यूक्लियोटाइड्स हैं, सामान्य तौर पर, ट्राइफॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड्स, फॉस्फेट समूहों को जीएमपी अणुओं के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार एंजाइम होते हैं जो केवल वर्णित मार्ग में उत्पन्न होते हैं।
ये एंजाइम विशिष्ट एटीपी-निर्भर किनेसेस (केनेसेस) हैं जिन्हें गुआनालेट केनाइसेस और न्यूक्लियोसाइड डिपहोस्फोनेसिस के रूप में जाना जाता है।
गाइनालेट चक्रवातों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया में, एटीपी जीएमपी के जीडीपी और एटीपी में रूपांतरण के लिए फॉस्फेट दाता के रूप में कार्य करता है:
जीएमपी + एटीपी → जीडीपी + एडीपी
ग्वानिन डाइफॉस्फेट (जीडीपी) न्यूक्लियोटाइड को बाद में न्यूक्लियोसाइड डिपॉस्फोकाइनेज के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है, जो एटीपी को जीटीपी के जीडीपी में रूपांतरण के लिए फॉस्फेट दाता के रूप में भी उपयोग करता है:
जीडीपी + एटीपी → जीटीपी + एडीपी
अन्य मार्गों द्वारा संश्लेषण
कई सेलुलर चयापचय मार्ग हैं जो डे नोवो बायोसिंथेटिक मार्ग के अलावा जीटीपी के उत्पादन में सक्षम हैं। ये आमतौर पर फॉस्फेट समूहों के हस्तांतरण के माध्यम से करते हैं, विभिन्न स्रोतों से आते हैं, जीएमपी और जीडीपी अग्रदूतों की ओर।
विशेषताएं
GTP, ATP के समान एक न्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट के रूप में, सेलुलर स्तर पर अनगिनत कार्य करता है:
- सूक्ष्मनलिकाएं के विकास पर निर्भर करता है, जो "ट्यूबुलिन" नामक प्रोटीन से बनी खोखली नलिकाएं होती हैं, जिनके पॉलिमर में GTP को हाइड्रोलाइज करने की क्षमता होती है, जो इसके बढ़ाव या वृद्धि के लिए आवश्यक है।
-यह जी प्रोटीन या जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन के लिए एक आवश्यक कारक है, जो विभिन्न सिग्नल ट्रांसकशन प्रक्रियाओं में मध्यस्थों के रूप में कार्य करता है जो संबंधित हैं, बदले में चक्रीय एएमपी और इसके सिग्नलिंग कैस्केड के लिए।
इन संकेतन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप कोशिका का संचार उसके पर्यावरण और एक दूसरे के साथ आंतरिक जीवों के साथ होता है, और विशेष रूप से हार्मोन और स्तनधारियों में अन्य महत्वपूर्ण कारकों में एन्कोड किए गए निर्देशों को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
सेल के लिए बहुत महत्व के इन संकेतन मार्गों का एक उदाहरण जी प्रोटीन के साथ अपनी बातचीत के माध्यम से एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज का विनियमन है।
विशेषताएं
जीटीपी के कई कार्य हैं जिन्हें "सेल-फ्री" सिस्टम में इन विट्रो प्रयोगों के माध्यम से प्रदर्शित किया गया है। इन प्रयोगों से यह प्रदर्शित करना संभव हो गया है कि यह सक्रिय रूप से भाग लेता है:
यूकेरियोट्स में प्रोटीन संश्लेषण (पेप्टाइड्स की दीक्षा और बढ़ाव दोनों के लिए)
-प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन का स्टिम्यूलेशन
-प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में राइबोसोमल आरएनए का संश्लेषण
-फॉस्फोलिपिड्स का संश्लेषण, विशेष रूप से डायसाइलग्लिसरॉल के संश्लेषण के दौरान
कुछ कार्य
अन्य प्रयोग, लेकिन सेलुलर या विवो सिस्टम में प्रक्रियाओं में GTP की भागीदारी को साबित किया है:
सूक्ष्मजीवों, प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के विभिन्न वर्गों के बीजाणुओं की सक्रियता और सक्रियण
यूकेरियोट्स में राइबोसोमल आरएनए का संश्लेषण
-दूसरे के बीच।
यह भी प्रस्तावित किया गया है कि सामान्य कोशिकाओं से कैंसर कोशिकाओं तक ऑन्कोजेनिक प्रगति में सेल की वृद्धि और प्रसार पर नियंत्रण का नुकसान होता है, जहां कई जीटीपी-बाध्यकारी प्रोटीन और विशिष्ट जीटीपी-आश्रित गतिविधि के साथ प्रोटीन केनेज भाग लेते हैं।
GTP का माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में प्रोटीन के आयात पर उत्तेजक प्रभाव पड़ता है, जो सीधे इसके हाइड्रोलिसिस से संबंधित होता है (90% से अधिक माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन साइटोसोल में राइबोसोम द्वारा संश्लेषित होते हैं)।
संदर्भ
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