Cyklická nukleotid fosfodiesteráza - Cyclic nucleotide phosphodiesterase
| 3 ', 5'-cyklický nukleotid fosfodiesteráza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Fosfodiesteráza 4D hexamer, člověk | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | PDEase_I | ||||||||
| Pfam | PF00233 | ||||||||
| InterPro | IPR002073 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00116 | ||||||||
| SCOP2 | 1f0j / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| CDD | cd00077 | ||||||||
| |||||||||
| 3 ', 5'-cyklický nukleotid fosfodiesteráza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 3.1.4.17 | ||||||||
| Číslo CAS | 9040-59-9 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Genová ontologie | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
3'5'-cyklické nukleotidové fosfodiesterázy plocha rodina z fosfodiesterázy. Obecně tyto enzymy hydrolyzují nějaký nukleosid 3 ', 5'-cyklický fosfát na nějaký nukleosid 5'-fosfát, čímž kontrolují buněčné hladiny cyklických druhých poslů a rychlosti jejich degradace.[1]Některé příklady nukleosidového 3 ', 5'-cyklického fosfátu zahrnují:
- 3 ', 5'-cyklický AMP
- 3 ', 5'-cyklický dAMP
- 3 ', 5'-cyklický IMP
- 3 ', 5'-cyklický GMP
- 3 ', 5'-cyklický CMP
Existuje 11 odlišných rodin fosfodiesteráz (PDE1 – PDE11) s různými izoformami a sestřihy, které mají jedinečnou trojrozměrnou strukturu, kinetické vlastnosti, způsoby regulace, intracelulární lokalizaci, buněčnou expresi a citlivost na inhibitory.[1]
Nomenklatura
Systematická pro tento enzym je 3 ', 5'-cyklický-nukleotid, 5'-nukleotidohydroláza. Mezi další používané názvy patří cyklická 3 ', 5'-mononukleotid fosfodiesteráza, PDE, cyklická 3', 5'-nukleotid fosfodiesteráza, cyklická 3 ', 5'-fosfodiesteráza, 3', 5'-nukleotid fosfodiesteráza, 3 ': 5' -cyklický nukleotid 5'-nukleotidohydroláza, 3 ', 5'-cyklonukleotid fosfodiesteráza, 3', 5'-cyklický nukleosid monofosfát fosfodiesteráza, 3 ': 5'-monofosfát fosfodiesteráza (cyklická CMP), cytidin 3': 5'-monofosfát fosfodiesteráza (cyklická CMP), cyklická 3 ', 5-nukleotidmonofosfát fosfodiesteráza, nukleosid 3', 5'-cyklická fosfát diesteráza, nukleosid-3 ', 5-monofosfát fosfodiesteráza)
Funkce
Fototransdukce
Retinální 3 ', 5'-cGMP fosfodiesteráza (PDE) se nachází ve vnějších segmentech fotoreceptorů a je důležitým enzymem ve fototransdukci.[2]
PDE v prutových buňkách jsou oligomerní, tvořené dvěma těžkými katalytickými podjednotkami, a (90 kDa) a β (85 kDa,) a dvěma lehčími inhibičními y podjednotkami (každá po 11 kDa).[3][4]
PDE v prutových buňkách jsou aktivovány transducin. Transducin je a G protein které při výměně GDP / GTP v transducinové podjednotce α katalyzované fotolyzovaným rhodopsinem. Transducinová podjednotka α (Tα) se uvolňuje z komplexu β a γ a difunduje do cytoplazmatického roztoku za účelem interakce a aktivace PDE.
Aktivace Tα
Existují dva navrhované mechanismy pro aktivaci PDE. První navrhuje, aby dvě inhibiční podjednotky byly odlišně vázány, postupně odstranitelné a vyměnitelné mezi nativním komplexem PDEαβγ2 a PDEaβ. GTP-vázaný-Tα odstraňuje inhibiční y podjednotky jednu po druhé z αβ katalytických podjednotek.[3] Druhý a pravděpodobnější mechanismus uvádí, že komplex GTP-Tα se váže na y podjednotky, ale spíše než disociuje z katalytických podjednotek, zůstává u komplexu PDEaβ.[5][6] Vazba komplexu GTP-Tα na podjednotky y PDE y pravděpodobně způsobí konformační posun v PDE, což umožní lepší přístup k místu hydrolýzy cGMP na PDEaβ.[5]
Struktura
Vazebné místo pro PDE α a β podjednotky bude pravděpodobně v centrální oblasti PDE y podjednotek.[4] C-konec PDE y podjednotky je pravděpodobné, že se bude podílet na inhibici PDE a a P podjednotek, vazebného místa pro Ta a GTPázy akcelerující aktivitu pro GTP-vázaný Ta.[6]
V čípcích je PDE homodimer alfa řetězců spojených s několika menšími podjednotkami. Tyčové i kuželové PDE katalyzují hydrolýzu cAMP nebo cGMP na jejich 5 'monofosfátovou formu. Oba enzymy také vážou cGMP s vysokou afinitou. Vazebná místa pro cGMP jsou umístěna v N-koncové polovině proteinové sekvence, zatímco katalytické jádro je umístěno v C-koncové části.
Příklady
Lidské geny kódující proteiny obsahující tuto doménu zahrnují:
- PDE1A, PDE1B, PDE1B2, PDE1C, PDE2A, PDE3A, PDE3B, PDE4A, PDE4B, PDE4B5, PDE4C, PDE4D,
- PDE5A, PDE6A, PDE6B, PDE6C, PDE7A, PDE7B, PDE8A, PDE8B, PDE9A,
- PDE10A, PDE10A2, PDE11A,
Reference
- ^ A b Bender AT, Beavo JA (září 2006). "Cyklické nukleotidové fosfodiesterázy: molekulární regulace pro klinické použití". Farmakologické recenze. 58 (3): 488–520. doi:10.1124 / pr.58.3.5. PMID 16968949. S2CID 7397281.
- ^ Arkinstall S, Watson SP (1994). „Opsins“. Informační přehled receptorů spojených s G-proteiny. Boston: Academic Press. 214–222. ISBN 978-0-12-738440-5.
- ^ A b Deterre P, Bigay J, Forquet F, Robert M, Chabre M (duben 1988). „cGMP fosfodiesteráza sítnicových tyčinek je regulována dvěma inhibičními podjednotkami“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 85 (8): 2424–8. doi:10.1073 / pnas.85.8.2424. PMC 280009. PMID 2833739.
- ^ A b Kováčik, Lubomír; Stahlberg, Henning; Engel, Andreas; Palczewski, Krzysztof; Gulati, Sahil (2019-02-01). „Kryo-EM struktura fosfodiesterázy 6 odhaluje poznatky o alosterické regulaci fosfodiesteráz typu I“. Vědecké zálohy. 5 (2): eaav4322. doi:10.1126 / sciadv.aav4322. ISSN 2375-2548. PMC 6392808. PMID 30820458.
- ^ A b Kroll S, Phillips WJ, Cerione RA (březen 1989). „Regulace cyklické GMP fosfodiesterázy prostřednictvím formy alfa podjednotky transducinu vázané na GDP“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (8): 4490–7. PMID 2538446.
- ^ A b Liu Y, Arshavsky VY, Ruoho AE (leden 1999). "Interakční místa C-koncové oblasti cGMP fosfodiesterázové inhibiční podjednotky s GDP-vázanou transducinovou alfa podjednotkou". The Biochemical Journal. 337 (2): 281–8. doi:10.1042/0264-6021:3370281. PMC 1219963. PMID 9882626.