CGMP , siklik guanozin monofosfat ya da' guanozin 3 olarak da bilinir, guanozin monofosfat, 5'-monofosfat sayıda işlemlerin siklik hücre, özellikle ilgili sinyalizasyon ve hücreler arası iletişim katılan bir nükleotittir.
İlk kez 40 yıldan daha uzun bir süre önce, nitrojenli baz açısından ondan farklı olan analogu siklik AMP'nin keşfinden kısa bir süre sonra tanımlandı, çünkü bir guanin değil, adenin nükleotidi.
Döngüsel Guanozin monofosfat veya GMP'nin kimyasal yapısı (Kaynak: en: Kullanıcı: Wikimedia Commons aracılığıyla Diberri)
Yukarıda bahsedilen siklik AMP veya siklik CTP (siklik sitidin monofosfat) gibi diğer siklik nükleotidler gibi, siklik GMP'nin yapısı, muadilinden daha kararlı hale getirmenin yanı sıra kimyasal özellikleri ve biyolojik aktivitesi için belirleyicidir.
Bu nükleotid, guanilil siklaz olarak bilinen bir enzim tarafından üretilir ve siklik AMP'ye benzer bir şekilde siklik-bağımlı GMP protein kinazların sinyalleme kademelerini ateşleyebilir.
Sadece çok karmaşık hayvanlar olan memelilerde değil, aynı zamanda eubacteria ve archaea krallıklarına dahil olan en basit prokaryotlarda da tanımlanmıştır. Bitkilerdeki varlığı hala bir tartışma konusudur, ancak kanıtlar bu organizmalarda bulunmadığını göstermektedir.
Oluşum ve bozulma
Siklik guanin nükleotidlerinin ve adenininkinin hücre içi konsantrasyonu, özellikle mono-, di- veya trifosfatlanmış olan siklik olmayan analogları ile karşılaştırıldığında son derece düşüktür.
Bununla birlikte, bu nükleotidin seviyeleri, belirli hormonal uyaranların ve birincil haberciler olarak davranan diğer faktörlerin varlığında seçici olarak değiştirilebilir.
Siklik GMP'nin metabolizması, kısmen siklik AMP ve diğer analog nükleotidlerin metabolizmasından bağımsızdır. Bu, çoğu dokuda kısmen çözünür bir enzim olan guanilil siklaz veya guanilat siklaz olarak bilinen bir enzim sistemi tarafından GTP'den üretilir.
Guanilat siklaz enzimleri, şeker kalıntısının (riboz) 5 'pozisyonundaki fosfat grubunun "siklizasyonundan" sorumlu olup, aynı fosfatın aynı moleküldeki iki farklı OH grubuna bağlanmasına neden olur.
Bu enzim, memelilerin ince bağırsağı ve akciğerlerinde çok bol miktarda bulunur ve en aktif kaynak bir deniz kestanesi türünün sperminde bulunur. İncelenen tüm organizmalarda, onu magnezyum veya çinkoya bağlı adenilat siklazlardan ayıran iki değerlikli manganez iyonlarına bağlıdır.
Döngüsel GMP bozunmasına, spesifik görünmeyen siklik nükleotit fosfodiesterazlar aracılık eder, çünkü aynı enzimlerin hidrolize edilebilir substratlar olarak hem siklik AMP hem de siklik GMP kullanabildiği gösterilmiştir.
Her iki süreç de, oluşum ve bozunma, hücre içinde dikkatle kontrol edilir.
yapı
Siklik GMP'nin yapısı, diğer siklik nükleotidlerin yapısından önemli ölçüde farklı değildir. Adından da anlaşılacağı gibi (guanozin 3 ', 5'-monofosfat), bir riboz şekerinin 5' konumunda karbonda oksijene bağlı bir fosfat grubuna sahiptir.
Bahsedilen riboz şekeri, aynı zamanda, ribozun 1 'pozisyonundaki karbon ile glikosidik bir bağ vasıtasıyla heterosiklik guanin halkasının nitrojen bazına bağlanır.
Ribozun 5 'pozisyonunda oksijen atomuna bağlı olan fosfat grubu, aynı fosfat grubu ile ribozun 3' pozisyonundaki karbonun oksijeni arasında oluşan bir fosfodiester bağı ile kaynaştırılır, böylece bir 3'-5'- "trans-kaynaşmış" fosfat (3'-5'-trans-kaynaşmış fosfat) oluşturulması.
Fosfat grubunun füzyonu veya "siklizasyonu", ribozun furan halkasındaki bağların serbest dönüşünü kısıtladığı için molekülün sertliğinde bir artışa neden olur.
Siklik AMP için de geçerli olduğu gibi, guanin halkası ile riboz arasındaki glikosidik bağ ve onun dönme özgürlüğü, siklik GMP'nin spesifik olarak tanınması için önemli yapısal parametrelerdir.
Özellikleri
Döngüsel AMP gibi diğer analog döngüsel nükleotitlerin sahip olduğu çok sayıda ve çok çeşitli işlevlerin aksine, döngüsel GMP'nin işlevi biraz daha sınırlıdır:
1-Görsel pigmentlerin ışıkla uyarılmasına yanıt olarak sinyal verme süreçlerine katılır. Işık uyaranını algılayan ve GMP'ye bağlı siklik fosfodiesteraz ile etkileşime giren bir G proteininin aktivasyonu nedeniyle konsantrasyonu değiştirilir.
Bu nükleotid seviyelerindeki değişiklikler, çubuk şeklindeki oküler hücrelerin zarının sodyum iyonlarına geçirgenliğini değiştirerek uyaranın optik sinire iletimini sonlandıran diğer değişikliklere neden olur.
2-Nitrik oksit ve çeşitli yapıdaki diğer kimyasal bileşiklere tepki olarak düz kasın kasılma ve gevşeme döngüsünde işlev görür.
3-Natriüretik peptitlere verilen yanıt nedeniyle konsantrasyonundaki artış, sodyum ve su iyonlarının hücre zarları boyunca hareketinin düzenlenmesiyle ilgilidir.
4-Bazı organizmalarda, siklik GMP, siklik nükleotid fosfodiesteraz için siklik AMP ile rekabet edebilir ve siklik GMP'nin eklenmesi, bozunmasını azaltarak siklik AMP konsantrasyonundaki bir artışa katkıda bulunabilir.
5-E. coli gibi bakteriler, kemo-çekici maddelere maruz kaldıklarında siklik GMP seviyelerini arttırırlar, bu da bu nükleotidin, bu kimyasal uyaranlara yanıt olarak sinyal verme süreçlerinde yer aldığını gösterir.
6-Siklik GMP'nin memelilerde vazodilatasyon ve ereksiyon süreçlerinde de önemli etkileri olduğu belirlenmiştir.
7-Birçok geçit iyon kanalı (kalsiyum ve sodyum), özellikle siklik GMP kullanan hücre içi ligandlar tarafından düzenlenir.
Referanslar
- Botsford, JL (1981). Prokaryotlarda Siklik Nükleotidler. Mikrobiyolojik İncelemeler, 45 (4), 620–642.
- Garrett, R. ve Grisham, C. (2010). Biyokimya (4. baskı). Boston, ABD: Brooks / Cole. CENGAGE Öğrenme.
- Hardman, J., Robison, A. ve Sutherland, E. (1971). Siklik nükleotidler. Fizyolojide Yıllık İncelemeler, 33, 311–336.
- Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı).
- Newton, RP ve Smith, CJ (2004). Siklik nükleotidler. Fitokimya, 65, 2423-2437.