Кіріспе
Ферменттер класы 3′,5′ циклдік нуклеотидті фосфодиэстераздар (EC 3.1.4.17) - фосфодиэстераздар туысы. Бұл ферменттер, әдетте, нуклеозидті 3′,5′ циклді фосфатты нуклеозидті 5′ фосфатқа гидролиздейді: нуклеозидті 3′,5′ циклді фосфат + H2O = нуклеозидті 5′ фосфат. Олар циклді екінші хабаршылардың жасушалық деңгейін және олардың ыдырау жылдамдығын бақылайды. Нуклеозидтік 3′,5′ циклді фосфаттың кейбір мысалдары: 3′,5′ циклді АМФ 3′,5′ циклді dAMP 3′,5′ циклді IMP 3′,5′ циклді GMP 3′,5′ циклді CMP 11 түрлі фосфодиэстераздар туысы (PDE1PDE11) бар, олардың изоформалары мен шплицингінің әртүрлілігі, бірегей үш өлшемді құрылымы, кинетикалық қасиеттері, реттеу тәсілдері, жасуша ішіндегі локализациясы, жасуша экспрессиясы және ингибиторлық сезімталдықтары бар. Таған жасушаларындағы 3′,5′ циклдік нуклеотидті фосфодиэстеразалар олигомерлік, екі ауыр каталитикалық α (90 kDa) және β (85 kDa) және екі жеңіл ингибиторлық γ (11 kDa) кіші бірліктерінен тұрады. Стерженьдік жасушалардағы ПДЭ трансдуцин арқылы белсендіріледі. Трансдуцин - G протеин, ол GDP/GTP алмасу кезінде фотолизденген родопсинмен катализделетін трансдуцин α субжүйегінде. Трансдуцин α (Tα) суббұтағы β және γ кешенінен босатылады және цитоплазмалық ерітіндіге таралып, PDE- ні өзара әсерлеседі және белсендіреді.
3′,5′ cyclic nucleotide phosphodiesterases (EC 3.1.4.17) are a family of phosphodiesterases. Generally, these enzymes hydrolyze a nucleoside 3′,5′ cyclic phosphate to a nucleoside 5′ phosphate:
nucleoside 3′,5′ cyclic phosphate + H2O = nucleoside 5′ phosphate
They thus control the cellular levels of the cyclic second messengers and the rates of their degradation. Some examples of nucleoside 3′,5′ cyclic phosphate include:
3′,5′ cyclic AMP
3′,5′ cyclic dAMP
3′,5′ cyclic IMP
3′,5′ cyclic GMP
3′,5′ cyclic CMP
There are 11 distinct phosphodiesterase families (PDE1–PDE11) with a variety in isoforms and splicing having unique three dimensional structure, kinetic properties, modes of regulation, intracellular localization, cellular expression, and inhibitor sensitivities. 3′,5′ cyclic nucleotide phosphodiesterases in rod cells are oligomeric, made up of two heavy catalytic subunits, α (90 kDa) and β (85 kDa,) and two lighter inhibitory γ subunits (11 kDa each). PDE in rod cells are activated by transducin. Transducin is a G protein which upon GDP/GTP exchange in the transducin α subunit catalyzed by photolyzed rhodopsin. The transducin α subunit (Tα) is released from the β and γ complex and diffuses into the cytoplasmic solution to interact and activate PDE.
Tα белсенділігі
ПДЭ-ны белсендірудің екі механизмі бар. Біріншісі екі ингибиторлық кіші бірліктердің дифференциалды байланыста, ретті түрде алынуы және PDEαβγ2 және PDEαβ туынды кешендері арасында алмастырылуы мүмкін екендігін ұсынады. GTP- ге байланған Tα αβ каталитикалық суббұйымдарынан бірінен соң бірі ингибиторлық γ- суббұйымдарын алып тастайды. GTP Tα кешенінің PDE γ кіші бірліктеріне байланысы PDE- де конформациялық ауытқуды тудырады, бұл PDEαβ- де cGMP гидролизіне жақсы қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Құрылымы
PDE α және β кіші бірліктерінің байлану орны PDE γ кіші бірліктерінің орталық аймағында болуы ықтимал. PDE γ- суббұтағының C терминалы PDE α және β- суббұтақтарын, Tα- ні байлау орнын және GTP- ге байланған Tα- ні жылдамдату белсенділігін тежеуге қатысады. Конустарда PDE бірнеше кішігірім кіші бірліктермен байланысты α-тізбектердің гомодимері болып табылады. Стерженьді және конусты ПДЭ-лер cAMP немесе cGMP-нің 5'-монофосфат түріне гидролизін катализациялайды. Екі фермент те cGMP- ні жоғары аффинділікпен байлайды. cGMP байланысу орындары ақуыздық тізбектің N- терминалды жартысында орналасқан, ал каталитикалық өзек C- терминалды бөлігінде орналасқан.