GMP ciclic, cunoscut și sub numele de guanozin monofosfat ciclic, guanozin monofosfat ciclic sau guanozin 3 ', 5'-monofosfat, este un nucleotid ciclic implicat în numeroase procese celulare, în special cele legate de semnalizare și comunicare intracelulară.
A fost descris pentru prima dată acum mai bine de 40 de ani, la scurt timp după descoperirea AMP-ului său analogic, ciclic, care diferă de acesta în ceea ce privește baza azotată, deoarece nu este un nucleotid de guanină, ci de adenină..
La fel ca alte nucleotide ciclice, cum ar fi AMP ciclic menționat anterior sau CTP ciclic (citidină monofosfat ciclic), structura GMP ciclică este decisivă pentru proprietățile sale chimice și activitatea biologică, pe lângă faptul că o face mai stabilă decât omologul său..
Această nucleotidă este produsă de o enzimă cunoscută sub numele de guanilil ciclază și este capabilă să declanșeze cascade de semnalizare a protein kinazelor GMP dependente de ciclic, într-un mod similar cu AMP ciclic..
A fost descris nu numai la mamifere, care sunt animale extrem de complexe, ci și la cele mai simple procariote, incluse în regatele eubacteriilor și arheilor. Prezența sa în plante este încă o chestiune de dezbatere, dar dovezile sugerează că este absentă în aceste organisme..
Indice articol
Concentrația intracelulară a nucleotidelor de guanină ciclică, precum și cea a adeninei, este extrem de scăzută, mai ales în comparație cu analogii săi neciclici care sunt mono-, di- sau trifosfat..
Cu toate acestea, nivelurile acestei nucleotide pot fi modificate selectiv în prezența anumitor stimuli hormonali și a altor factori care se comportă ca mesageri primari..
Metabolismul GMP ciclic este parțial independent de metabolismul AMP ciclic și al altor nucleotide analoge. Aceasta este produsă din GTP de un sistem enzimatic cunoscut sub numele de guanilil ciclază sau guanilat ciclază, care este o enzimă parțial solubilă în majoritatea țesuturilor.
Enzimele guanilat ciclază sunt responsabile de „ciclizarea” grupării fosfat în poziția 5 'a reziduului de zahăr (riboză), determinând legarea aceluiași fosfat la două grupări OH diferite din aceeași moleculă.
Această enzimă este foarte abundentă în intestinul subțire și plămânii mamiferelor și cea mai activă sursă se găsește în spermatozoizii unei specii de arici de mare. În toate organismele care au fost studiate, aceasta depinde de ionii divalenți de mangan, care îl diferențiază de adenilat ciclasele, care depind de magneziu sau zinc..
Degradarea ciclică a GMP este mediată de fosfodiesterazele nucleotidice ciclice care nu par a fi specifice, deoarece s-a demonstrat că aceleași enzime sunt capabile să folosească atât AMP ciclic cât și GMP ciclic ca substraturi hidrolizabile..
Ambele procese, formarea și degradarea, sunt controlate cu atenție intracelular..
Structura GMP ciclică nu este semnificativ diferită de cea a altor nucleotide ciclice. După cum indică și numele său (guanozină 3 ', 5'-monofosfat) are o grupare fosfat atașată la oxigen pe carbon în poziția 5' a unui zahăr riboză.
Respectivul zahăr riboză este legat în același timp de baza de azot a inelului heterociclic de guanină prin intermediul unei legături glicozidice cu carbonul în poziția 1 'a ribozei..
Grupul fosfat care este atașat la atomul de oxigen în poziția 5 'a ribozei este fuzionat la trans printr-o legătură fosfodiesterică, care apare între aceeași grupă fosfat și oxigenul carbonic în poziția 3 'a ribozei, formând astfel un fosfat 3'-5'- "trans-fuzionat " (din engleză 3'-5 '-trans-fosfat topit).
Fuziunea grupării fosfat sau „ciclizarea” acesteia determină o creștere a rigidității moleculei, deoarece restricționează rotația liberă a legăturilor în inelul furan al ribozei..
Așa cum este valabil și pentru AMP ciclic, legătura glicozidică dintre inelul de guanină și riboză și libertatea de rotație sunt parametri structurali importanți pentru recunoașterea specifică a GMP ciclice..
Spre deosebire de numeroasele și foarte variate funcții pe care le au alte nucleotide ciclice analoge, cum ar fi AMP ciclic, funcția GMP ciclică este puțin mai restrânsă:
1-Participă la procesele de semnalizare ca răspuns la stimularea luminii a pigmenților vizuali. Concentrația sa este modificată datorită activării unei proteine G care percepe stimulul luminos și interacționează cu o fosfodiesterază GMP ciclică dependentă.
Modificările nivelurilor acestei nucleotide modifică permeabilitatea membranei celulelor oculare în formă de tijă la ioni de sodiu, ceea ce determină alte modificări care pun capăt transmiterii stimulului către nervul optic.
2-Are funcții în contracția musculară și ciclul de relaxare a mușchiului neted ca răspuns la oxidul nitric și la alți compuși chimici de natură diferită.
3-O creștere a concentrației sale datorită răspunsului la peptidele natriuretice este legată de reglarea mișcării ionilor de sodiu și apă prin membranele celulare.
4-În unele organisme, GMP ciclic poate concura cu AMP ciclic pentru nucleotidul fosfodiesterazic ciclic, iar adăugarea GMP ciclică poate contribui la o creștere a concentrației de AMP ciclic prin reducerea degradării acestuia.
5-Ca bacterii E coli crește nivelul lor de GMP ciclic atunci când este expus la chimio-atractanți, ceea ce indică faptul că această nucleotidă este implicată în procesele de semnalizare ca răspuns la acești stimuli chimici.
6-S-a stabilit că GMP ciclic are, de asemenea, implicații importante în procesele de vasodilatație și erecție la mamifere.
7-Multe canale ionice de poartă (calciu și sodiu) sunt reglate de liganzi intracelulari care utilizează în mod specific GMP ciclic.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.