Циклични ГМП , гванозин монофосфата такође познат као цикличног гуанозин монофосфата или гуанозин 3 ', 5'-монофосфат је нуклеотидна укључен у бројне процесе циклични ћелија, посебно оних сродних сигналних и интрацелуларни комуникације.
Први пут је описан пре више од 40 година, убрзо након открића његовог аналогног, цикличног АМП, који се од њега разликује по азотној бази, јер није нуклеотид гванина, него аденина.
Хемијска структура цикличког гванозин монофосфата или ГМП (Извор: ен: Корисник: Диберри виа Викимедиа Цоммонс)
Као и други циклични нуклеотиди попут горе поменутог цикличног АМП или цикличног ЦТП (циклични цитидин монофосфат), структура цикличког ГМП је пресудна за његова хемијска својства и биолошку активност, поред тога што га чини стабилнијим од свог колега.
Овај нуклеотид производи ензим познат као гванилил циклаза и способан је да активира сигналне каскаде циклично зависних ГМП протеин киназа, на сличан начин као циклички АМП.
Описана је не само код сисара, који су изузетно сложене животиње, већ и у најједноставнијим прокариотима, који су укључени у краљевства еубактерија и археја. Његово присуство у биљкама је још увек предмет расправе, али докази говоре да је изостао у овим организмима.
Формирање и деградација
Интраћелијска концентрација цикличких гванинских нуклеотида, као и аденина, је изузетно ниска, посебно у поређењу са њеним нецикличким аналогима који су моно-, ди- или трифосфат.
Међутим, нивои овог нуклеотида могу се селективно мењати у присуству одређених хормонских подражаја и других фактора који се понашају као примарни гласници.
Метаболизам цикличког ГМП је делимично независан од метаболизма цикличког АМП и других аналогних нуклеотида. Ово се производи из ГТП-а ензимским системом познатим као гванилил-циклаза или гванилат-циклаза, који је делимично растворљив ензим у већини ткива.
Ензими гванилат циклазе одговорни су за "циклизацију" фосфатне групе у положају 5 'остатка шећера (рибозе), узрокујући везање истог фосфата за двије различите ОХ групе у истом молекулу.
Овај ензим је веома богат у танком цреву и плућима сисара, а најактивнији извор налази се у сперми врсте морског јежа. У свим организмима који су проучавани зависи од двовалентних јона мангана који их разликују од аденилат циклаза које зависе од магнезијума или цинка.
Цикличка деградација ГМП посредује цикличним нуклеотидним фосфодиестеразама које, чини се, нису специфичне, јер је показано да су исти ензими способни да користе и циклични АМП и циклични ГМП као хидролизујуће супстрате.
Оба процеса, формирање и разградња, пажљиво се контролирају унутар ћелијске.
Структура
Структура цикличког ГМП се не разликује значајно од структуре осталих цикличких нуклеотида. Као што му име каже (гванозин 3 ', 5'-монофосфат) садржи фосфатну групу везану за кисеоник на угљенику у положају 5' шећера рибозе.
Споменути шећер рибозе је истовремено повезан са душичном базом хетероцикличког гванин прстена помоћу гликозидне везе са угљеником у положају 1 рибозе.
Фосфатна група која је везана за атом кисеоника на положају 5 'рибозе преноси се фосфодиестерском везом, која се дешава између исте фосфатне групе и кисеоника угљеника у положају 3' рибозе, на тај начин формирајући 3'-5'- "транс-стопљени" фосфат (3'-5'-транс-фузионирани фосфат).
Фузија фосфатне групе или њена "циклизација" изазива повећање крутости молекула, јер ограничава слободну ротацију веза у фуранском прстену рибозе.
Као што важи и за циклични АМП, гликозидна веза између гваниног прстена и рибозе и његова слобода ротације важни су структурни параметри за специфично препознавање цикличног ГМП-а.
Карактеристике
За разлику од многих и веома различитих функција које имају други аналогни циклични нуклеотиди попут цикличног АМП, функција цикличког ГМП је мало ограниченија:
1-учествује у сигналним процесима као одговор на стимулацију светлости визуелних пигмената. Концентрација му је модификована захваљујући активирању Г протеина који опажа стимулацију светлости и интеракције са цикличком фосфодиестеразом зависном од ГМП.
Промјене нивоа овог нуклеотида мијењају пропусност мембране очних ћелија у облику штапића за јоне натријума, узрокујући друге промјене које прекидају пријенос стимулуса на оптички нерв.
2-Има функције у циклусу контракције мишића и опуштању глатких мишића као одговор на азотни оксид и друга хемијска једињења различите природе.
3 - Повећање његове концентрације услед реакције на натриуретичке пептиде повезано је са регулацијом кретања јона натријума и воде кроз ћелијске мембране.
4-У неким организмима циклични ГМП може да се надмеће са цикличким АМП за цикличну нуклеотидну фосфодиестеразу, а додавање цикличног ГМП може допринети повећању концентрације цикличког АМП смањујући његову разградњу.
5-Бактерије попут Е. цоли повећавају ниво цикличког ГМП-а када су изложене хемо-атрактантима, што указује да је овај нуклеотид укључен у процесе сигнализације као одговор на ове хемијске подражаје.
6. Утврђено је да циклични ГМП такође има важне импликације на процесе вазодилатације и ерекције код сисара.
7-канални јонски канали (калцијум и натријум) су регулисани унутарћелијским лигандима који посебно користе циклични ГМП.
Референце
- Ботсфорд, ЈЛ (1981). Циклични нуклеотиди у прокариотима. Микробиолошки прегледи, 45 (4), 620–642.
- Гарретт, Р., и Грисхам, Ц. (2010). Биохемија (4. изд.). Бостон, САД: Броокс / Цоле. ЦЕНГАГЕ Учење.
- Хардман, Ј., Робисон, А., Сутхерланд, Е. (1971). Циклични нуклеотиди. Годишњи прегледи из физиологије, 33, 311–336.
- Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2009). Лехнингерови принципи биохемије. Омега издања (5. изд.).
- Невтон, РП, и Смитх, ЦЈ (2004). Циклични нуклеотиди. Фитохемија, 65, 2423-2437.