Guanosina

La guanosina è un nucleoside purinico in cui la guanina è attaccata al ribofuranosio tramite un legame β-N(9)-glicosidico che è  rilasciata nel cervello in condizioni fisiologiche e in misura maggiore durante eventi patologici, riducendo la neuroinfiammazione, lo stress ossidativo e l’eccitotossicità.

Costituisce il precursore della guanina che viene separata a seguito della reazione con in fosfato grazie all’enzima guanosina fosforilasi secondo la reazione:
guanosina + fosfato ⇌ guanina + α-ribosio 1-fosfato

L’adenosina e la guanosina sono purine endogene ed esistono nell’organismo in forma libera, legate al ribosio o al desossiribosio come nucleosidi e come nucleotidi mono-, bi- o trifosforilati.

Guanosina e deossiguanosina sono componenti della singola e doppia elica dell’RNA e del DNA. La base complementare è formata rispettivamente dalla base pirimidinica citosina o dai suoi nucleosidi citidina e deossicitidina, con i quali la guanosina è collegata come coppia di basi tramite un triplo ponte idrogeno.

 Guanosina fosforilata

Gli esteri dell’acido fosforico di questo nucleoside purinico hanno una particolare importanza nel campo della biochimica: il guanosina monofosfato (GMP) è un nucleotide presente nell’RNA. Funge da intermedio nella sintesi degli acidi nucleici e delle proteine e ha un ruolo essenziale nella regolazione di varie attività cellulari, tra cui la produzione di energia, la crescita cellulare e la differenziazione e agisce come un componente chiave nell’espressione genica.

Il guanosindifosfato è coinvolto nei processi di segnalazione intracellulare funzionando come regolatore critico nell’attività delle GTPasi che agiscono come interruttori molecolari, passando da uno stato attivo legato al GTP a uno stato inattivo legato al GDP.

Il guanosintrifosfato (GTP), è un importante deposito di energia e donatore di gruppi fosfato all’interno del ciclo del citrato nei mitocondri cellulari. Il GTP, come l’ATP, è una molecola ricca di energia. Generalmente, quando tali molecole vengono idrolizzate, l’energia libera dell’idrolisi viene utilizzata per innescare reazioni che altrimenti sarebbero energeticamente sfavorevoli.

Sotto l’azione degli enzimi guanilato ciclasi di membrana intrinseca  e guanilato ciclasi i citosolica il GTP può essere convertito nel guanosina monofosfato ciclico (GMP), che svolge un ruolo speciale nella trasduzione del segnale all’interno della cellula, scindendo due gruppi fosfato.

Aciclovir

Diversi analoghi del nucleoside, ovvero aciclovir, penciclovir e ganciclovir, sono ampiamente utilizzati per il trattamento degli Herpesvirus, virus a DNA a doppio filamento con simmetria icosaedrica, appartenenti alla famiglia Herpesviridae.

In particolare l’aciclovir, chimicamente acicloguanosina e spesso abbreviato in ACV, è utilizzato nel trattamento dell’herpes simplex di tipo 1 (HSV-1) e di tipo 2 (HSV-2), infezioni da virus varicella-zoster (VZV) e Cytomegalovirus (CMV).

Negli ultimi anni sono stati ottenuti diversi nuovi analoghi della guanosina, la cui attività si esplica nei confronti di un ampio spettro di virus. L’aciclovir agisce come un inibitore specifico della DNA polimerasi dell’herpesvirus pur non eliminando il virus latente né prevenendo le recidive successive.

Fonti

Si trova, per lo più sotto forma dell’omonimo nucleotide, con poche eccezioni in tutte le cellule umane come componente del DNA e dell’RNA, nonché nei mitocondri e nel citosol delle cellule. Il corpo è in grado di sintetizzare la guanosina all’interno del metabolismo delle purine in un processo molto complesso.

Tuttavia, il modo preferito per ottenere il nucleoside è tramite il processo di recupero. I composti di valore superiore contenenti basi nucleiche o nucleotidi vengono degradati enzimaticamente e cataliticamente in modo tale che nucleosidi come la guanosina possano essere riciclati.

Per l’organismo questa via sintetica ha il vantaggio che i processi di degradazione biochimica sono meno complessi e richiedono meno energia, ovvero una quantità inferiore di  ATP e un  minor consumo di GTP. I molteplici processi metabolici in cui è coinvolta la guanosina, insieme ad altri nucleosidi e soprattutto nella forma fosforilata come nucleotide, possono essere compromessi da difetti genetici dovuti, ad esempio, all’assenza di determinati enzimi.