La guanosine

La guanosine est également précurseur de la désoxyguanosine, qui est un des quatre désoxyribonucléosides constituant l'ADN (acide désoxyribonucléique). La désoxyguanosine diffère de la guanosine par le sucre : elle contient du désoxyribose au lieu du ribose.

La guanosine peut être phosphorylée pour former des nucléotides. L'ajout d'un, deux ou trois groupes phosphate au ribose de la guanosine donne respectivement la guanosine monophosphate (GMP), la guanosine diphosphate (GDP) et la guanosine triphosphate (GTP).

Guanosine monophosphate.
La guanosine monophosphate (GMP) est composé de trois parties : la guanine,qui est une base azotée purique, le ribose, qui est un sucre à cinq carbones (pentose) et un groupe phosphate, attaché au carbone 5' du ribose.

La GMP, on l'a vu, est l'un des quatre nucléotides qui composent l'ARN (acide ribonucléique). Lors de la synthèse de l'ARN (transcription), la GMP est incorporée dans la chaîne d'ARN. La GMP peut aussi être phosphorylé pour former de la GDP et de la GTP.

La GMP peut être cyclisée pour former la cGMP (guanosine monophosphate cyclique). La cGMP est un important second messager intracellulaire impliqué dans divers processus biologiques tels que la vasodilatation, la transmission nerveuse et la vision.

Guanosine diphosphate.
La guanosine diphosphate (GDP)  est similaire à la GMP, mais elle possède deux groupes phosphate attachés au carbone 5' du ribose. La GDP est formée par l'hydrolyse de la GTP (perte d'un groupe phosphate) et peut être re-phosphorylée pour reformer de la GTP.

La GDP intervient dans la fonction des protéines G. Les protéines G sont des interrupteurs moléculaires qui régulent de nombreuses voies de signalisation cellulaire. Elles sont inactives lorsqu'elles sont liées à la GDP et actives lorsqu'elles sont liées à la GTP. L'échange de la GDP par de la GTP active la protéine G, déclenchant une cascade de signalisation.

La  GDP peut être une source d'énergie. Mais moins directe que lorsqu'elle est phosphorylée pour former du GTP.

Enfin, la GDP est utilisée dans une étape du cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique), où elle est phosphorylée en GTP par la succinyl-CoA synthétase, couplée à la conversion de la succinyl-CoA en succinate.

Guanosine triphosphate.
La guanosine triphosphate (GTP) est similaire à la GDP, mais elle possède trois groupes phosphate attachés au carbone 5' du ribose. Les liaisons entre les phosphates sont riches en énergie. La GTP, comme l'ATP (adénosine triphosphate), est ainsi un nucléotide à haute énergie. L'hydrolyse de la GTP (rupture d'une liaison phosphate) libère de l'énergie qui peut être utilisée pour alimenter diverses réactions cellulaires. L'ATP soit la principale monnaie énergétique de la cellule, mais la GTP joue des rôles énergétiques spécifiques.

Comme mentionné précédemment, la GTP est essentielle pour l'activation des protéines G dans les voies de signalisation. La GTP est nécessaire à plusieurs étapes de la traduction, le processus par lequel les ribosomes synthétisent les protéines à partir de l'ARN messager (ARNm). Elle intervient dans l'initiation, l'élongation et la terminaison de la traduction. La GTP est également nécessaire à la polymérisation des tubulines, les sous-unités des microtubules, qui sont des composants importants du cytosquelette cellulaire. La GTP est par ailleurs utilisée dans une étape de la gluconéogenèse, la voie métabolique qui produit du glucose à partir de précurseurs non glucidiques. Enfin, la GTP participe à d'autres réactions métaboliques et à la régulation de diverses voies cellulaires.