Cellen gebruiken zowel ATP als GTP bij celsignalering, maar ze vervullen verschillende rollen. ATP is de primaire energievaluta van de cel, terwijl GTP betrokken is bij specifieke signaalroutes. Hier zijn een paar redenen waarom cellen GTP gebruiken bij celsignalering:

Specifieke signaalroutes: GTP wordt voornamelijk gebruikt in G-eiwit-gekoppelde receptor (GPCR) signaalroutes. GPCR's vormen een grote familie celoppervlakreceptoren die reageren op verschillende externe stimuli, zoals hormonen, neurotransmitters en licht. Wanneer een ligand aan een GPCR bindt, veroorzaakt dit een conformationele verandering die leidt tot de activering van een G-eiwit. Het G-eiwit bindt zich vervolgens aan GTP en ondergaat een conformationele verandering, waardoor het kan interageren met stroomafwaartse effectoreiwitten en de juiste signaalcascade kan initiëren.

Activering van kleine GTPases: Kleine GTPasen zijn een familie van eiwitten die een belangrijke rol spelen bij het reguleren van verschillende cellulaire processen, waaronder celgroei, differentiatie en beweging. Kleine GTPases wisselen tussen een inactieve GDP-gebonden staat en een actieve GTP-gebonden staat. De binding van GTP aan een kleine GTPase veroorzaakt een conformationele verandering die de functionele domeinen ervan blootlegt, waardoor het kan interageren met stroomafwaartse effectoren en signaalcascades kan initiëren.

GTP-hydrolyse als timer: De hydrolyse van GTP naar GDP door GTPases dient als een ingebouwde timer voor cellulaire processen. De GTPase-activiteit bepaalt de duur van de signaleringsgebeurtenis. Zodra GTP is gehydrolyseerd tot GDP, wordt de GTPase inactief en dissocieert hij zich van de effectoreiwitten, waardoor het signaal effectief wordt uitgeschakeld.

Energievereisten: Hoewel zowel ATP als GTP nucleotiden zijn die energie kunnen leveren voor cellulaire processen, komt bij GTP-hydrolyse iets meer energie vrij dan bij ATP-hydrolyse. Deze extra energie kan voordelig zijn in bepaalde signaalroutes waar een sterker of sneller signaal vereist is.

Samenvattend gebruiken cellen GTP bij celsignalering omdat het specifiek betrokken is bij G-eiwit-gekoppelde receptorsignaleringsroutes, de activering van kleine GTPasen, en dient als timer voor cellulaire processen. Het gebruik van GTP maakt specifieke en gereguleerde signaalgebeurtenissen mogelijk die verschillende cellulaire functies besturen.