Las 3',5'-fosfodiesterasas de nucleótidos cíclicos (EC 3.1.4.17) son una familia de fosfodiesterasas . Generalmente, estas enzimas hidrolizan un nucleósido 3′,5′-fosfato cíclico a un nucleósido 5′-fosfato:
De este modo controlan los niveles celulares de los segundos mensajeros cíclicos y las tasas de su degradación. [1] Algunos ejemplos de nucleósido 3′,5′-fosfato cíclico incluyen:
Hay 11 familias distintas de fosfodiesterasas (PDE1-PDE11) con una variedad de isoformas y empalmes que tienen una estructura tridimensional, propiedades cinéticas, modos de regulación, localización intracelular, expresión celular y sensibilidades a inhibidores únicas. [1]
El nombre sistemático de esta enzima es 3′,5′-nucleótido cíclico 5'-nucleotidohidrolasa . Otros nombres en uso incluyen:
La 3′,5′-cGMP fosfodiesterasa (PDE) de la retina se encuentra en los segmentos externos de los fotorreceptores y es una enzima importante en la fototransducción. [2]
Las fosfodiesterasas de nucleótidos cíclicos 3',5' en los bastones son oligoméricas y están formadas por dos subunidades catalíticas pesadas, α (90 kDa) y β (85 kDa) y dos subunidades γ inhibidoras más ligeras (11 kDa cada una). [3] [4]
La transducina activa la PDE en los bastones . La transducina es una proteína G que, tras el intercambio GDP/GTP en la subunidad α de transducina, es catalizada por rodopsina fotolizada . La subunidad α de transducina (Tα) se libera del complejo β y γ y se difunde en la solución citoplasmática para interactuar y activar la PDE.
Hay dos mecanismos propuestos para la activación de la PDE. El primero propone que las dos subunidades inhibidoras estén unidas de manera diferencial, eliminables secuencialmente e intercambiables entre el complejo nativo PDEαβγ 2 y PDEαβ. El Tα unido a GTP elimina las subunidades γ inhibidoras una a la vez de las subunidades catalíticas αβ. [3] El segundo y más probable mecanismo establece que el complejo GTP-Tα se une a las subunidades γ pero en lugar de disociarse de las subunidades catalíticas, permanece con el complejo PDEαβ. [5] [6] La unión del complejo GTP-Tα a las subunidades γ de la PDE probablemente cause un cambio conformacional en la PDE, lo que permite un mejor acceso al sitio de hidrólisis del cGMP en la PDEαβ. [5]
Es probable que el sitio de unión para las subunidades α y β de la PDE esté en la región central de las subunidades γ de la PDE. [4] Es probable que el C-terminal de la subunidad γ de la PDE esté involucrado en la inhibición de las subunidades α y β de la PDE, el sitio de unión para Tα y la actividad aceleradora de la GTPasa para la Tα unida a GTP. [6]
En los conos, la PDE es un homodímero de cadenas α, asociado con varias subunidades más pequeñas. Tanto las PDE de varilla como de cono catalizan la hidrólisis de cAMP o cGMP a su forma 5' monofosfato. Ambas enzimas también se unen al GMPc con alta afinidad. Los sitios de unión de cGMP están ubicados en la mitad N-terminal de la secuencia de proteínas, mientras que el núcleo catalítico reside en la porción C-terminal.
Los genes humanos que codifican proteínas que contienen este dominio incluyen: