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ADP-ribosa cíclica

La ADP-ribosa cíclica , frecuentemente abreviada como cADPR , es un nucleótido de adenina cíclico (como cAMP ) con dos grupos fosfato presentes en 5' OH de la adenosina (como ADP ), además conectado a otra ribosa en la posición 5', que, en a su vez, cierra el ciclo mediante enlace glicosídico al nitrógeno 1 (N 1 ) de la misma base adenina (cuya posición N 9 tiene el enlace glicosídico a la otra ribosa ). [1] [2] El enlace glicosídico N 1 a la adenina es lo que distingue al cADPR de la ADP-ribosa (ADPR), el análogo no cíclico. cADPR se produce a partir de nicotinamida adenina dinucleótido (NAD + ) por ADP-ribosil ciclasas ( EC 3.2.2.5 ) como parte de un sistema de segundo mensajero .

Función

cADPR es un mensajero celular para la señalización del calcio . [3] Estimula la liberación de calcio inducida por calcio en concentraciones citosólicas más bajas de Ca 2+ . El objetivo principal de cADPR es el mecanismo de absorción de Ca 2+ del retículo endoplásmico . cADPR moviliza Ca 2+ desde el retículo endoplásmico mediante la activación de los receptores de rianodina , [4] un paso crítico en la contracción muscular. [5]

cADPR también actúa como agonista del canal TRPM2 , pero con menos potencia que ADPR . [6] cADPR y ADPR actúan sinérgicamente , y ambas moléculas mejoran la acción de la otra molécula en la activación del canal TRPM2. [7]

La potenciación de la liberación de Ca 2+ por cADPR está mediada por una mayor acumulación de Ca 2+ en el retículo sarcoplásmico . [8]

Metabolismo

cADPR y ADPR se sintetizan a partir de NAD + mediante las ectoenzimas bifuncionales de la familia CD38 (también incluye el CD157 anclado a GPI y la ADP ribosil ciclasa monofuncional específica del molusco Aplysia ). [9] [10] [11] Las mismas enzimas también son capaces de hidrolizar cADPR a ADPR . La catálisis se realiza a través de un intermediario unido covalentemente. La reacción de hidrólisis es inhibida por el ATP y puede acumularse cADPR. La síntesis y degradación de cADPR por enzimas de la familia CD38 implican, respectivamente, la formación y la hidrólisis del enlace N 1 -glucosídico. En 2009, se descubrió la primera enzima capaz de hidrolizar el enlace fosfoanhídrido del cADPR, es decir, el que se encuentra entre los dos grupos fosfato. [12]

SARM1 y otras proteínas que contienen dominio TIR también catalizan la formación de cADPR a partir de NAD + . [13] [14]

Isómeros

Se han identificado variantes de cADPR que difieren en sus tiempos de retención de HPLC en comparación con el cADPR canónico como productos de enzimas que contienen dominios TIR bacterianos y vegetales . [14] [15] v-cADPR (también conocido como 2'cADPR o 1''-2' ADPR glicocíclico (gcADPR)) y v2-cADPR (también conocido como 3'cADPR o 1''-3' gcADPR ) los isómeros se ciclan mediante la formación de enlaces O-glucosídicos entre los restos de ribosa en ADPR. [16] [17] El 3'cADPR producido por proteínas bacterianas que contienen el dominio TIR puede actuar como un activador de los sistemas de defensa antifagos bacterianos y como un supresor de la inmunidad de las plantas. [dieciséis]

Ver también

Referencias

  1. ^ Lee HC, Walseth TF, Bratt GT, Hayes RN, Clapper DL (1989). "Determinación estructural de un metabolito cíclico de NAD + con actividad movilizadora de Ca2 + intracelular". J. Biol. química . 264 (3): 1608–15. doi : 10.1016/S0021-9258(18)94230-4 . PMID  2912976.
  2. ^ Lee HC, Aarhus R, Levitt D (1994). "La estructura cristalina de la ADP-ribosa cíclica". Nat. Estructura. Biol . 1 (3): 143–4. doi :10.1038/nsb0394-143. PMID  7656029. S2CID  9049850.
  3. ^ Guse AH (2004). "Regulación de la señalización del calcio por el segundo mensajero adenosina difosforribosa cíclica (cADPR)". actual. Mol. Med . 4 (3): 239–48. doi :10.2174/1566524043360771. PMID  15101682.
  4. ^ Galione A, Chuang K (2020). "Metabolitos de nucleótidos de piridina y liberación de calcio de los almacenes intracelulares". Señalización de calcio . Avances en Medicina y Biología Experimentales. vol. 1131, págs. 371–394. doi :10.1007/978-3-030-12457-1_15. ISBN 978-3-030-12456-4. PMID  31646518. S2CID  204865377.
  5. ^ Santulli G, Marcas AR (2015). "Funciones esenciales de los canales de liberación de calcio intracelular en los músculos, el cerebro, el metabolismo y el envejecimiento". Farmacología Molecular Actual . 8 (2): 206–22. doi :10.2174/1874467208666150507105105. PMID  25966694.
  6. ^ Yu P, Cai X, Liang Y, Yang W (2019). "Las funciones de NAD + y sus metabolitos regulan los canales de calcio en el cáncer". Moléculas . 25 (20): 4826. doi : 10,3390/moléculas25204826 . PMC 7587972 . PMID  33092205. 
  7. ^ Lee HC (2011). "ADP-ribosa cíclica y NAADP: mensajeros gemelos fraternos para la señalización del calcio". Ciencias Ciencias de la vida de China . 54 (8): 699–711. doi : 10.1007/s11427-011-4197-3 . PMID  21786193. S2CID  24286381.
  8. ^ Lukyanenko, V; Györke, yo; Wiesner, TF; Györke, S (2001). "La potenciación de la liberación de Ca (2+) por cADP-ribosa en el corazón está mediada por una mayor absorción de SR Ca (2+) en el retículo sarcoplásmico". Investigación de circulación . 89 (7): 614–22. doi : 10.1161/hh1901.098066 . PMID  11577027.
  9. ^ Prasad GS, McRee DE, Stura EA, Levitt DG, Lee HC, Stout CD (1996). "Estructura cristalina de Aplysia ADP-ribosil ciclasa, un homólogo de la ectozima bifuncional CD38". Nat. Estructura. Biol . 3 (11): 957–64. doi :10.1038/nsb1196-957. PMID  8901875. S2CID  21978229.
  10. ^ Liu Q, Kriksunov IA, Graeff R, Munshi C, Lee HC, Hao Q (2005). "Estructura cristalina del dominio extracelular CD38 humano". Estructura . 13 (9): 1331–9. doi : 10.1016/j.str.2005.05.012 . PMID  16154090.
  11. ^ Guse AH (2004). "Bioquímica, biología y farmacología de la adenosina difosforribosa cíclica (cADPR)". actual. Medicina. química . 11 (7): 847–55. doi :10.2174/0929867043455602. PMID  15078169.
  12. ^ Canales J, Fernández A, Rodrigues JR, Ferreira R, Ribeiro JM, Cabezas A, Costas MJ, Cameselle JC (2009). "Hidrólisis del enlace fosfoanhídrido de la ADP-ribosa cíclica por la pirofosfatasa de ADP-ribosa / CDP-alcohol dependiente de Mn 2+ ". FEBS Lett . 583 (10): 1593–8. doi :10.1016/j.febslet.2009.04.023. hdl : 10400.8/3028 . PMID  19379742. S2CID  28571921.
  13. ^ Lee HC, Zhao YJ (2019). "Resolviendo el enigma topológico en la señalización de Ca 2+ mediante ADP-ribosa cíclica y NAADP". Revista de Química Biológica . 294 (52): 19831–19843. doi : 10.1074/jbc.REV119.009635 . PMC 6937575 . PMID  31672920. 
  14. ^ ab Essuman, Kow; Veranos, Daniel W.; Sasaki, Yo; Mao, Xianrong; Yim, Aldrin Kay Yuen; DiAntonio, Aarón; Milbrandt, Jeffrey (5 de febrero de 2018). "Las proteínas del dominio TIR son una antigua familia de enzimas consumidoras de NAD+". Biología actual . 28 (3): 421–430.e4. doi :10.1016/j.cub.2017.12.024. ISSN  1879-0445. PMC 5802418 . PMID  29395922. 
  15. ^ Wan, Li; Essuman, Kow; Anderson, Ryan G.; Sasaki, Yo; Monteiro, Freddy; Chung, Eui-Hwan; Osborne Nishimura, Erin; DiAntonio, Aarón; Milbrandt, Jeffrey; Dangl, Jeffery L.; Nishimura, Marc T. (23 de agosto de 2019). "Los dominios TIR de los receptores inmunitarios de las plantas son enzimas que escinden NAD+ y promueven la muerte celular". Ciencia . 365 (6455): 799–803. doi : 10.1126/ciencia.aax1771. ISSN  1095-9203. PMC 7045805 . PMID  31439793. 
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