GTPabhängige

GTPabhängige bezeichnet im biochemischen Kontext Moleküle oder Prozesse, die Guanosintriphosphat (GTP) benötigen, um zu funktionieren oder um Aktivität zu regulieren. Der häufigste Typ sind GTPasen, Proteine, die zwischen einem aktiven GTP-gebundenen Zustand und einem inaktiven GDP-gebundenen Zustand wechseln. Dieser Schaltermechanismus steuert viele zelluläre Prozesse, darunter Signaltransduktion, Membranfracht und Cytoskelett-Dynamik. GTPasen besitzen charakteristische Bindungsstellen, in denen GTP oder GDP gebunden wird; die Hydrolyse von GTP zu GDP führt typischerweise zu einer Konformationsänderung und zum Abschalten der Wechselwirkung mit Zielproteinen.

Die Regulation von GTPasen erfolgt durch drei Haupttypen von Proteinen: GEFs (Guanin-Nukleotid-Austauschfaktoren) setzen GDP durch GTP-Nukleotidwechsel frei, wodurch der Proteinzustand aktiv wird; GAPs (GTPase-aktivierende Proteine) beschleunigen die Hydrolyse von GTP und beenden damit die Aktivität; GDIs (Guanin-Nukleotid-Dissociationsinhibitoren) verhindern den Austausch und kontrollieren Lokalisation und Verfügbarkeit.

Neben klassischen GTPasen gibt es zahlreiche andere GTP-abhängige Enzyme, die GTP als Energieträger oder Substrat verwenden, beispielsweise bestimmte Übersetzungsfaktoren (EF-Tu, EF-G) oder Tubulin, dessen Polymerisation GTP-bindend begleitet. Beispiele für GTPasen reichen von Ras-Family-Mitgliedern in der Signaltransduktion bis zu Rab-, Ran- und Arf-Familien, die Vesikeltransport und Nukleusprozesse steuern.

Störungen in GTPabhängigen Prozessen sind mit verschiedenen Krankheiten verbunden, darunter Krebs und seltene genetische Erkrankungen.