Allenamento e degrado ciclico GMP, struttura, funzioni

Lui GMP ciclico, Conosciuto anche come guanosina monofosfato ciclico, monofosfato ciclico di guanosina o guanosina 3 ', 5'-monofosfato, è un nucleotide ciclico coinvolto in numerosi processi cellulari, in particolare quelli relativi alla segnalazione e alla comunicazione intracellulare.

È stato descritto per la prima volta più di 40 anni fa poco dopo la scoperta del suo analogo, l'amplificatore ciclico, che differisce da esso in termini di base azotata, perché non è un nucleotide guanina ma di adenina.

Struttura chimica del monofosfato ciclico Guanosín o GMP (Fonte: in: Utente: Diberri [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Come altri nucleotidi ciclici come il suddetto amplificatore ciclico o come il CTP ciclico (monofosfato ciclico citidina), la struttura del GMP ciclico è decisiva per le sue proprietà chimiche e l'attività biologica, oltre a esso, oltre a esso la rende più stabile del suo controparte.

Questo nucleotide è prodotto da un enzima noto come guanilil ciclasa ed è in grado di sparare a cascate di segnalazione di proteine ​​chinasi cicliche-dipendenti, in modo simile all'amplificatore ciclico.

È stato descritto non solo nei mammiferi, che sono animali di grande complessità, ma anche nei più semplici procarioti, inclusi nei regni di eubatteri e archi. La sua presenza nelle piante è ancora una ragione di discussione, ma l'evidenza suggerisce che è assente in questi organismi.

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Formazione e degrado

La concentrazione intracellulare dei nucleotidi ciclici della guanina, nonché quella dell'adenina, è estremamente bassa, soprattutto se confrontata a quella dei suoi analoghi non ciclici che sono mono-, di o trifatizzati.

Tuttavia, i livelli di questo nucleotide possono essere alterati selettivamente in presenza di alcuni stimoli ormonali e altri fattori che si comportano come messaggeri primari.

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Il metabolismo ciclico GMP è parzialmente indipendente dal metabolismo ciclico dell'AMP e da altri nucleotidi analoghi. Questo è prodotto da GTP da un sistema enzimatico noto come guanilil ciclassa o guanilaato ciclasa, che è un enzima parzialmente solubile nella maggior parte dei tessuti.

Gli enzimi guanilato cilasi sono responsabili della "ciclazione" del gruppo fosfato in posizione 5 'del residuo zuccherato (ribosio), causando l'unione dello stesso fosfato a due diversi gruppi OH nella stessa molecola.

Questo enzima è molto abbondante nell'intestino tenue e nei polmoni dei mammiferi e la fonte più attiva è nello sperma di una specie di riccio di mare. In tutti gli organismi che sono stati studiati, dipende da ioni di bivalente di manganese, che lo differenzia dal Cycasas Adenilate, che dipendono dal magnesio o dallo zinco.

La degradazione ciclica di GMP è mediata dai fosfodietri nucleotidici ciclici che non sembrano essere specifici, poiché è stato dimostrato che gli stessi enzimi sono in grado di utilizzare e substrati idrolizzabili sia nell'amplificatore ciclico che ciclico GMP.

Entrambi i processi, la formazione e il degrado, sono attentamente controllati in modo intracellulare.

Struttura

La struttura del GMP ciclico non distribuisce considerevolmente quella di altri nucleotidi ciclici. Come suggerisce il nome (guanosina 3 ', 5'-monofosfato) ha un gruppo di fosfato attaccato all'ossigeno nella posizione del carbonio della 5' di zucchero ribosio.

Questo zucchero ribosio è allo stesso tempo legato alla base di azoto dell'anello eterociclico di guanina mediante un legame glicosidico con carbonio in posizione 1 'del ribosio.

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Il gruppo fosfato che è attaccato all'atomo di ossigeno in posizione ribosio 5 ' trans Attraverso un legame fosfodi, che si verifica tra lo stesso gruppo di fosfato e l'ossigeno del carbonio in posizione 3 'del ribosio, formando così un 3-5' "fosfatoTransfusado " (Dall'inglese 3'-5 '-trans-fosfato fuso).

La fusione del gruppo fosfato o la sua "ciclazione" provoca un aumento della rigidità della molecola, poiché limita la rotazione libera dei collegamenti nell'anello furano del ribosio.

Come è vero anche per l'amplificatore ciclico, il legame glucosidico tra l'anello di guanina e il ribosio e la sua libertà di rotazione sono importanti parametri strutturali per il riconoscimento specifico del GMP ciclico.

Funzioni

A differenza delle funzioni multiple e varie che altri nucleotidi ciclici analoghi hanno come amplificatore ciclico, la funzione ciclica GMP è un po 'più limitata:

1-participa nei processi di segnalazione in risposta alla stimolazione della luce dei pigmenti visivi. La sua concentrazione viene modificata a causa dell'attivazione di una proteina G che percepisce lo stimolo della luce e interagisce con una fosfodiesterasi ciclica dipendente da GMP.

Cambiamenti nei livelli di questo nucleotide alter.

2-It ha funzioni nel ciclo di contrazione e rilassamento muscolare della muscolatura liscia in risposta all'ossido nitrico e ad altri composti chimici di natura diversa.

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3-Un aumento della sua concentrazione dovuta alla risposta contro i peptidi naturali è correlato alla regolazione del movimento di sodio e ioni idrici attraverso le membrane cellulari.

4-in alcuni organismi, il GMP ciclico può competere con l'amplificatore ciclico mediante fosfodiesterasi nucleotidica ciclica.

5 bacteria come E. coli Aumentano i loro livelli ciclici GMP se esposti alla Chemio-Atraientes, indicando che questo nucleotide è coinvolto nei processi di segnalazione in risposta a questi stimoli chimici.

6-IT è stato determinato che GMP ciclico ha anche importanti implicazioni nei processi di vasodilatazione e di erezione nei mammiferi.

I canali di gate ionici a 7-molti (calcio e sodio) sono regolati da ligandi intracellulari che usano specificamente GMP ciclici.

Riferimenti

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