Циклическая нуклеотидная фосфодиэстераза
| 3',5'-циклическая нуклеотидфосфодиэстераза | |||
|---|---|---|---|
 Фосфодиэстераза 4D гексамер, человек | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | PDEase_I | ||
| Пфам | PF00233 | ||
| ИнтерПро | ИПР002073 | ||
| PROSITE | PDOC00116 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1f0j / SCOPe / СУПФАМ | ||
| CDD | cd00077 | ||
| |||
| 3',5'-циклическая нуклеотидная фосфодиэстераза | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.1.4.17 | ||
| Номер CAS. | 9040-59-9 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
| |||
3',5'-циклические нуклеотидные фосфодиэстеразы (EC 3.1.4.17) представляют семейство фосфодиэстераз собой . Обычно эти ферменты гидролизуют нуклеозид-3',5'-циклический фосфат до нуклеозид-5'-фосфата:
- нуклеозид 3',5'-циклический фосфат + H 2 O = нуклеозид 5'-фосфат
Таким образом, они контролируют клеточные уровни циклических вторичных мессенджеров и скорость их деградации. [1] Некоторые примеры нуклеозид-3',5'-циклического фосфата включают:
- 3',5'-циклический АМФ
- 3',5'-циклический дАМФ
- 3',5'-циклический ИМП
- 3',5'-циклический ГМП
- 3',5'-циклический CMP
Существует 11 различных семейств фосфодиэстераз (PDE1–PDE11) с разнообразием изоформ и сплайсинга, имеющих уникальную трехмерную структуру, кинетические свойства, способы регуляции, внутриклеточную локализацию, клеточную экспрессию и чувствительность к ингибиторам. [1]
Номенклатура
[ редактировать ]Систематическое название этого фермента — 3’,5’-циклический нуклеотид 5’-нуклеотидогидролаза . Другие используемые имена включают:
- ПДЭ,
- циклическая 3',5'-мононуклеотидфосфодиэстераза,
- циклическая 3',5'-нуклеотидная фосфодиэстераза,
- циклическая 3',5'-фосфодиэстераза,
- 3',5'-нуклеотидная фосфодиэстераза,
- 3':5'-циклическая нуклеотидная 5'-нуклеотидогидролаза,
- 3',5'-циклонуклеотидфосфодиэстераза,
- 3',5'-циклическая нуклеозидмонофосфатфосфодиэстераза,
- 3':5'-монофосфатфосфодиэстераза (циклический CMP),
- цитидин-3':5'-монофосфатфосфодиэстераза (циклический CMP),
- циклическая 3',5-нуклеотидмонофосфатфосфодиэстераза,
- нуклеозид-3',5'-циклическая фосфатдиэстераза и
- нуклеозид-3',5-монофосфатфосфодиэстераза.
Функция
[ редактировать ]Фототрансдукция
[ редактировать ]Ретинальная 3',5'-цГМФ-фосфодиэстераза (ФДЭ) расположена во внешних сегментах фоторецепторов и является важным ферментом фототрансдукции. [2]
3',5'-циклические нуклеотидные фосфодиэстеразы в палочках являются олигомерными, состоящими из двух тяжелых каталитических субъединиц α (90 кДа) и β (85 кДа) и двух более легких ингибирующих γ-субъединиц (по 11 кДа каждая). [3] [4]
ФДЭ в стержневых клетках активируется трансдуцином . Трансдуцин представляет собой G-белок , который при обмене GDP/GTP в α-субъединице трансдуцина катализируется фотолизируемым родопсином . Субъединица трансдуцина α (Tα) высвобождается из комплекса β и γ и диффундирует в цитоплазматический раствор для взаимодействия и активации ФДЭ.
Активация Tα
[ редактировать ]Есть два предложенных механизма активации PDE. Первый предполагает, что две ингибирующие субъединицы дифференциально связаны, последовательно удаляются и обмениваются между нативным комплексом PDEαβγ 2 и PDEαβ. GTP-связанный-Tα удаляет ингибирующие субъединицы γ по одной из каталитических субъединиц αβ. [3] Второй и более вероятный механизм заключается в том, что комплекс GTP-Tα связывается с субъединицами γ, но вместо того, чтобы диссоциировать от каталитических субъединиц, он остается с комплексом PDEαβ. [5] [6] Связывание комплекса GTP-Tα с γ-субъединицами ФДЭ, вероятно, вызывает конформационный сдвиг ФДЭ, обеспечивая лучший доступ к месту гидролиза цГМФ на ФДЭαβ. [5]
Структура
[ редактировать ]Сайт связывания α- и β-субъединиц ФДЭ, вероятно, находится в центральной области γ-субъединицы ФДЭ. [4] С-конец субъединицы γ ФДЭ, вероятно, участвует в ингибировании субъединиц α и β ФДЭ, сайте связывания Tα и ускорении активности ГТФазы для GTP-связанного Tα. [6]
В колбочках ФДЭ представляет собой гомодимер α-цепей, связанных с несколькими более мелкими субъединицами. ФДЭ как палочки, так и колбочки катализируют гидролиз цАМФ или цГМФ до их 5'-монофосфатной формы. Оба фермента также связывают цГМФ с высоким сродством. Сайты связывания цГМФ расположены в N-концевой половине белковой последовательности, тогда как каталитическое ядро находится в С-концевой части.
Примеры
[ редактировать ]Гены человека, кодирующие белки, содержащие этот домен, включают:
- PDE1A , PDE1B , PDE1B2 , PDE1C , PDE2A , PDE3A , PDE3B , PDE4A , PDE4B , PDE4B5 , PDE4C , PDE4D ,
- ПДЭ5А , ПДЭ6А , ПДЭ6Б , ПДЭ6С , ПДЭ7А , ПДЭ7Б , ПДЭ8А , ПДЭ8Б , ПДЭ9А ,
- ПДЭ10А , ПДЭ10А2 , ПДЭ11А ,
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Бендер А.Т., Беаво Дж.А. (сентябрь 2006 г.). «Циклические нуклеотидные фосфодиэстеразы: молекулярная регуляция для клинического использования». Фармакологические обзоры . 58 (3): 488–520. дои : 10.1124/пр.58.3.5 . ПМИД 16968949 . S2CID 7397281 .
- ^ Аркинсталл С., Уотсон С.П. (1994). «Опсины». Справочник фактов о рецепторах, связанных с G-белком . Бостон: Академическая пресса. стр. 214–222. ISBN 978-0-12-738440-5 .
- ^ Jump up to: а б Детерре П., Биге Дж., Форке Ф., Роберт М., Шабре М. (апрель 1988 г.). «цГМФ-фосфодиэстераза палочек сетчатки регулируется двумя ингибирующими субъединицами» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 85 (8): 2424–8. дои : 10.1073/pnas.85.8.2424 . ПМК 280009 . ПМИД 2833739 .
- ^ Jump up to: а б Ковачик, Любомир; Штальберг, Хеннинг; Энгель, Андреас; Пальчевский, Кшиштоф; Гулати, Сахил (01 февраля 2019 г.). «Крио-ЭМ структура фосфодиэстеразы 6 позволяет лучше понять аллостерическую регуляцию фосфодиэстеразы I типа» . Достижения науки . 5 (2): eaav4322. дои : 10.1126/sciadv.aav4322 . ISSN 2375-2548 . ПМК 6392808 . ПМИД 30820458 .
- ^ Jump up to: а б Кролл С., Филлипс В.Дж., Серионе Р.А. (март 1989 г.). «Регуляция циклической GMP-фосфодиэстеразы с помощью GDP-связанной формы альфа-субъединицы трансдуцина» . Журнал биологической химии . 264 (8): 4490–7. дои : 10.1016/S0021-9258(18)83770-X . ПМИД 2538446 .
- ^ Jump up to: а б Лю Ю., Аршавский В.Ю., Руохо А.Е. (январь 1999 г.). «Сайты взаимодействия С-концевой области субъединицы, ингибирующей цГМФ-фосфодиэстеразу, с GDP-связанной альфа-субъединицей трансдуцина» . Биохимический журнал . 337 (2): 281–8. дои : 10.1042/0264-6021:3370281 . ПМК 1219963 . ПМИД 9882626 .