¿Por qué se produce GTP, no ATP, en la gluconeogénesis y el ciclo TCA?

Tanto en la gluconeogénesis como en el ciclo TCA, hay un punto en cada uno de los cuales se produce GTP en lugar del ATP habitual. Mi pregunta es ¿por qué GTP y no ATP para estos 2 pasos específicos?

Lo agregué a su título para poner el foco en GTP. Es una buena pregunta. Debo decir que me lo he preguntado yo mismo y nunca he visto ni encontrado una respuesta, aunque no me he esforzado mucho en hacerlo.
Bienvenido a Biología.SE. Esta es una buena pregunta, tal vez le interese esta pregunta sobre por qué ATP es el portador de energía preferido.

Respuestas (1)

Buena pregunta. Comenzando con el ciclo de Krebs , en realidad no hay una respuesta específica ya que se producen tanto GTP como ATP. Primero, vea este artículo para saber por qué GTP es el producto más frecuente:

Puede ser que al principio, tanto GTP como ATP estuvieran igualmente disponibles para la energía y que la reacción de la succinil CoA sintetasa eligiera GTP y esa reacción todavía está con nosotros hoy, miles de millones de años después, a pesar de que ejecutamos el ciclo TCA en el sentido de las agujas del reloj. (hacia adelante) en lugar de hacia atrás.

Entonces, en realidad se pueden producir tanto ATP como GTP. Y de hecho ambos se producen, dependiendo del organismo. Ver este artículo:

Un paso con una variabilidad significativa es la conversión de succinil-CoA en succinato. La mayoría de los organismos utilizan EC 6.2.1.5 , succinato-CoA ligasa (formadora de ADP) (a pesar de su nombre, la enzima opera en la vía en dirección a la formación de ATP). En los mamíferos, también opera una enzima formadora de GTP, la succinato-CoA ligasa (formadora de PIB) (EC 6.2.1.4 ). El nivel de utilización de cada isoforma depende del tejido. En algunas bacterias productoras de acetato, como Acetobacter aceti, una enzima completamente diferente cataliza esta conversión – EC 2.8.3.18, succinil-CoA:acetato CoA-transferasa. Esta enzima especializada vincula el ciclo TCA con el metabolismo del acetato en estos organismos. Algunas bacterias, como Helicobacter pylori, emplean otra enzima para esta conversión: succinil-CoA:acetoacetato CoA-transferasa (EC 2.8.3.5 ).

Por lo tanto, no existe una regla estricta de que solo se produzca GTP en lugar de ATP en ese paso. Y, después de todo, no importa mucho ya que ambos tienen la misma energía.

ciclo de Krebs

Ahora, llegando a la gluconeogénesis , el GTP es hidrolizado por la enzima fosfoenolpiruvato carboxicinasa o PEPCK . Esta enzima también puede funcionar tanto con ATP como con GTP, dependiendo del tipo específico de enzima. Consulte este artículo (los enlaces se agregan por separado):

Se clasifica con el número CE 4.1.1. Hay tres tipos principales, que se distinguen por la fuente de energía para impulsar la reacción:

gluconeogénesis

Por lo tanto, no existe un protocolo estricto para usar un portador de energía específico en el proceso, tanto ATP como GTP pueden usarse en la reacción. Es solo porque GTP se usa con más frecuencia que se menciona en lugar de GTP / ATP en la reacción.

Diría que no se sabe si la distinción GTP/ATP es importante, tal vez realmente no importe, ya que los dos pueden interconvertirse, pero tal vez sí. La cinética probablemente sea diferente ya que la concentración de GTP es típicamente una orden de magnitud menor que el ATP. Tal vez haya algún efecto de compartimentación que no entendemos, como con NAD/NADP. Es curioso que los principales procesos anabólicos utilizan GTP (síntesis de proteínas, gluconeogénesis), mientras que otros procesos que demandan energía (bombas, proteínas motoras) utilizan ATP...
@roland este es un punto válido, todavía hay mucho más que se desconoce. Pero al buscar, descubrí que esta distinción (GTP/ATP) se limita solo a los diferentes tipos de enzima: diferentes tipos de la misma enzima usan diferentes moléculas. Entonces, tal vez sea que durante la evolución, las enzimas aprendieron que el GTP también es útil o trataron de depender tanto como fuera posible del ATP. Pero agregaré más detalles cuando los encuentre :)
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