Ciklinis GMP , guanozino monofosfato taip pat žinomas kaip ciklinis guanozino monofosfato arba guanozino 3 ', 5'-monofosfatas yra nukleotidų dalyvavo daugelyje procesų ciklinis ląstelių, ypač tuos, kurie susiję signalizacijos ir tarpląstelinės komunikacijos.
Pirmą kartą jis buvo aprašytas daugiau nei prieš 40 metų, netrukus po to, kai buvo atrastas jo analogas, ciklinis AMP, kuris skiriasi nuo jo azoto baze, nes tai nėra guanino, o adenino nukleotidas.
Ciklinio guanozino monofosfato arba GMP cheminė struktūra (Šaltinis: en: Vartotojas: Diberri per Wikimedia Commons)
Kaip ir kiti cikliniai nukleotidai, tokie kaip minėtasis ciklinis AMP arba ciklinis CTP (ciklinis citidino monofosfatas), ciklinės GMP struktūra lemia jos chemines savybes ir biologinį aktyvumą, be to, kad ji būtų stabilesnė už savo analogą.
Šį nukleotidą gamina fermentas, žinomas kaip guanililciklazė, ir jis gali šaudyti iš cikliškai priklausomų GMP baltymų kinazių signalų kaskadas, panašiai kaip ciklinis AMP.
Jis buvo aprašytas ne tik žinduoliams, kurie yra labai sudėtingi gyvūnai, bet ir paprasčiausiuose prokariotuose, įtrauktuose į eubakterijų ir archajų karalystes. Dėl jo buvimo augaluose vis dar diskutuojama, tačiau įrodymai rodo, kad jo nėra šiuose organizmuose.
Formavimas ir degradacija
Ciklinių guanino nukleotidų, taip pat adenino, tarpląstelinė koncentracija yra ypač maža, ypač lyginant su jų cikliniais analogais, kurie yra mono-, di- arba trifosfatiniai.
Tačiau šio nukleotido lygį galima selektyviai pakeisti, esant tam tikriems hormoniniams stimulams ir kitiems veiksniams, kurie elgiasi kaip pirminiai pasiuntiniai.
Ciklinio GMP metabolizmas iš dalies nepriklauso nuo ciklinio AMP ir kitų analogiškų nukleotidų metabolizmo. Jį iš GTP gamina fermentų sistema, vadinama guanililciklaze arba guanilato ciklaze, kuri yra iš dalies tirpus fermentas daugumoje audinių.
Guanilato ciklazės fermentai yra atsakingi už fosfatų grupės „ciklizavimą“ 5-oje cukraus liekanos (ribozės) padėtyje, todėl tas pats fosfatas jungiasi prie dviejų skirtingų OH grupių toje pačioje molekulėje.
Šio fermento labai gausu žinduolių plonojoje žarnoje ir plaučiuose, o aktyviausias šaltinis randamas jūrų ežių rūšių spermoje. Visuose tirtuose organizmuose tai priklauso nuo dvivalenčių mangano jonų, kurie jį išskiria iš adenilato ciklazių, kurios priklauso nuo magnio ar cinko.
Ciklinis GMP skilimas vyksta dėl ciklinių nukleotidų fosfodiesterazių, kurios neatrodo specifiškos, nes įrodyta, kad tie patys fermentai geba naudoti tiek ciklinį AMP, tiek ciklinį GMP kaip hidrolizuojamus substratus.
Abu procesai, formavimasis ir skaidymasis, yra kruopščiai kontroliuojami ląstelėje.
Struktūra
Ciklinio GMP struktūra reikšmingai nesiskiria nuo kitų ciklinių nukleotidų. Kaip rodo jo pavadinimas (guanozino 3 ', 5'-monofosfatas), fosfatų grupė, prijungta prie deguonies, esančio prie anglies, esančio ribozės cukraus 5' padėtyje.
Minėtas ribozės cukrus tuo pačiu metu yra prijungtas prie heterociklinio guanino žiedo azoto pagrindo per glikozidinį ryšį su anglimi, esančia ribozės 1 'padėtyje.
Fosfato grupė, kuri yra prijungta prie deguonies atomo 5-oje ribozės padėtyje, yra trans-lydoma per fosfodiesterinį ryšį, kuris vyksta tarp tos pačios fosfato grupės ir anglies deguonies 3-oje ribozės padėtyje. tokiu būdu susidaro 3'-5'- "trans-lydytas" fosfatas (3'-5'-trans-lydytas fosfatas).
Fosfato grupės suliejimas arba jos „ciklizacija“ padidina molekulės standumą, nes ji riboja laisvą ryšių sukėlimą ribozės furano žiede.
Kaip ir ciklinio AMP atveju, glikozidinis ryšys tarp guanino žiedo ir ribozės ir jo sukimosi laisvė yra svarbūs struktūriniai parametrai specifiniam ciklinio GMP atpažinimui.
funkcijos
Skirtingai nuo daugybės ir labai skirtingų funkcijų, kurias turi kiti analogiški cikliniai nukleotidai, tokie kaip ciklinis AMP, ciklinio GMP funkcija yra šiek tiek labiau apribota:
1-Dalyvauja signalizacijos procesuose reaguojant į regos pigmentų šviesos stimuliaciją. Jo koncentracija keičiasi dėl aktyvavimo G baltymo, kuris suvokia šviesos stimulą ir sąveikauja nuo GMP priklausomos ciklinės fosfodiesterazės.
Šio nukleotido lygio pokyčiai keičia lazdelės formos akių ląstelių membranos pralaidumą natrio jonams, sukeldami kitus pokyčius, kurie nutraukia stimulo perdavimą į regos nervą.
2-Jis turi lygiųjų raumenų susitraukimo ir atpalaidavimo ciklo funkcijas reaguodamas su azoto oksidu ir kitais įvairaus pobūdžio cheminiais junginiais.
3 -Jos koncentracijos padidėjimas dėl reakcijos į natriurezinius peptidus yra susijęs su natrio ir vandens jonų judėjimo per ląstelių membranas reguliavimu.
4-Kai kuriuose organizmuose ciklinė GMP gali konkuruoti su cikliniu AMP dėl ciklinio nukleotido fosfodiesterazės, o pridėjus ciklinę GMP, gali padidėti ciklinio AMP koncentracija, sumažinant jo skilimą.
5-bakterijos, tokios kaip E. coli, padidina savo ciklinio GMP lygį, kai yra veikiamos chemoterapeutų, tai rodo, kad šis nukleotidas dalyvauja signalizacijos procesuose, reaguodamas į šiuos cheminius dirgiklius.
6-Nustatyta, kad ciklinė GMP taip pat turi didelę reikšmę žinduolių kraujagyslių išsiplėtimo ir erekcijos procesams.
7-Daugybė vartų jonų kanalų (kalcio ir natrio) yra reguliuojami tarpląsteliniais ligadais, kurie naudoja ciklinę GMP.
Nuorodos
- Botsfordas, J. L. (1981). Cikliniai nukleotidai prokariotuose. Mikrobiologiniai atsiliepimai, 45 (4), 620–642.
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biochemija (4-asis leidimas). Bostonas, JAV: Brooks / Cole. CENGAGE mokymasis.
- Hardmanas, J., Robison, A., ir Sutherland, E. (1971). Cikliniai nukleotidai. Metinės fiziologijos apžvalgos, 33, 311–336.
- Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2009). Lehningerio biochemijos principai. „Omega“ leidimai (5-asis leidimas).
- Newton, RP ir Smith, CJ (2004). Cikliniai nukleotidai. Phytochemistry, 65, 2423-2437.