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鳥苷-5'-三磷酸GTP主要在以下幾個生物過程中起著重要作用：
能量轉化GTP參與細胞中的能量轉化過程，比如，在三羧酸循環中，一種酶能產出GTP分子。這也相當于產生了一分子的ATP，因為GTP能被核苷二磷酸激酶（NDK）轉化為ATP分子。
基因轉譯在轉譯過程中，GTP作為氨酰tRNA與核糖體A位點結合、核糖體在mRNA上自5'端向3'端轉位等過程的能量源。
微管聚合及解聚在微管聚合過程中，每一個異質二聚體都由攜帶兩分子GTP的α-tubulin和β-tubulin分子組成。這些分子攜帶的GTP會在二聚體加到延伸中的微管正端時水解。
上述GTP水解對微管生成并不是必須的，但似乎只有與GDP結合的微管蛋白可以解聚。因此，不難推測，一個GTP結合微管蛋白在微管作為一個“帽”來防止解聚。一旦這個GTP分子水解，微管就會開始解聚，并迅速縮短。
線粒體功能蛋白質轉位進入線粒體基質的過程需要與GTP和ATP的相互作用。這些蛋白質的進入對線粒體內幾個調節通路來說至關重要。
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