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Kompaktlexikon der Biologie: Guanosinphosphate

Guanosinphosphate, Phosphorsäureester des Guanosins, die im Stoffwechsel von großer Bedeutung sind. Biologisch wichtig sind die am C5' der Ribose veresterten Derivate. Entsprechend der Anzahl an Phosphorsäureresten werden Guanosinmono-, Guanosindi- und Guanosintriphosphat unterschieden.

Guanosin-5'-monophosphat (GMP, Guanylsäure) entsteht bei der Purinbiosynthese aus Xanthosinmonophosphat und ist Ausgangssubstanz für die Synthese der anderen G. GMP hat u.a. Bedeutung als Würz- und Aromastoff und wird zu diesem Zweck aus Hefe-Nucleinsäure gewonnen oder mit Hilfe von Mutanten bestimmter Mikroorganismen, wie Corynebacterium glutamicum, großtechnisch produziert. Guanosin-5'-diphosphat (GDP) entsteht durch Phosphorylierung aus GMP mittels einer Kinase oder durch Dephosphorylierung aus Guanosintriphosphat. Bestimmte Zucker, z.B. Mannose, werden durch Bindung an GDP aktiviert (Nucleosiddiphosphatzucker). In Analogie zum Adenosin-5'-triphosphat (Adenosinphosphate) kann Guanosin-5'-triphosphat (GTP) Energie für biochemische Reaktionen bereitstellen. Die Energie, die bei der Dehydrierung von α-Ketoglutarat im Citratzyklus frei wird, fließt in dieses GDP/GTP-System. Die Energie kann von hier aus auf das ADP/ATP-System übertragen werden. GTP kann auch die Phosphatgruppe bei der Synthese von Phosphoenolpyruvat aus Oxalacetat im Rahmen der Gluconeogenese liefern. Darüber hinaus ist GTP eine wichtige Energiequelle für die Proteinbiosynthese (Translation). Zum zyklischen Adenosin-3',5'-monophosphat strukturanalog ist das zyklische Guanosin-3',5'-monophosphat (cyclo-GMP, cGMP), das in vielen Geweben in vergleichbaren Konzentrationen vorkommt. cGMP wird von einer für GTP hochspezifischen Guanylat-Cyclase synthetisiert. Das cGMP-Guanylat-Cyclase-System hat biologische Bedeutung bei der Vermittlung der Wirkung bestimmter Hormone und neurohumoraler Überträgerstoffe, wie Acetylcholin, Prostaglandinen und Histamin.

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Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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