Tlenek azotu i cykliczne GMP w sygnalizacji komórkowej i rozwoju leków

Jako MD-Ph.D. Uczeń, miałem szczęście pracować w laboratoriach Earl Sutherland i Theodore Rall wkrótce po odkryciu cyklicznego monofosforanu adenozyny (AMP) w 1957 r. jako drugi przekaźnik, który pośredniczy w glikogenolitycznym działaniu epinefryny i glukagonu.1 Moim zadaniem było zbadanie wpływ katecholamin na cykliczną syntezę AMP i ustalenie, czy te efekty były pośredniczone przez receptor beta lub alfa adrenergiczny. Było to w rzeczywistości proste i proste zadanie dla studentów.2 Odkryłem również, że estry choliny, takie jak acetylocholina, działające przez transdukcję w receptorze muskarynowym, hamowały aktywność cyklazy adenylowej2. Doświadczenie to stanowiło etap dla mojego długoterminowego ciągłego zainteresowania sygnalizacją komórkową. oraz rola wewnątrzkomórkowych drugich posłańców w pośredniczeniu w działaniu różnych hormonów i leków. Rysunek 1. Rysunek 1. Formacja, hydroliza i działanie cyklicznego GMP. Cykliczny GMP powstaje z GTP przez cyklazę guanylową i może być hydrolizowany i inaktywowany przez fosfodiesterazę. Pośród innych funkcji może także oddziaływać z kanałami kationowymi w celu regulowania transportu jonów lub aktywowania cyklicznej kinazy białkowej zależnej od GMP, co skutkuje fosforylacją białka. PP oznacza nieorganiczny pirofosforan.
Kilka lat później w moczu odkryto cykliczny monofosforan guanozyny (GMP). Jego identyfikacja jako produktu naturalnego zachęciła kilka laboratoriów do poszukiwania trzech podmiotów. Wszystkie trzy to enzymy – cyklaza guanylowa, która wpływa na syntezę cyklicznej GMP; fosfodiesteraza, która hydrolizuje cykliczne GMP; i kinazę białkową selektywnie aktywowaną przez cykliczną GMP. Pod koniec lat sześćdziesiątych i wczesnych siedemdziesiątych opisano wszystkie trzy enzymy. W rzeczywistości te enzymy są członkami dużych rodzin izoform. Niektórzy z nas podejrzewali, że cykliczna GMP może być kolejnym wewnątrzkomórkowym drugim posłańcem, który pośredniczył w działaniu niektórych hormonów (ryc. 1).
Gdy w 1970 r. Ukończyłem szkolenie w National Institutes of Health, aby przyjąć stanowisko na University of Virginia, postanowiłem przenieść większość moich zainteresowań badawczych z cyklicznego AMP do cyklicznego GMP. Chciałem odpowiedzieć na dwa pytania. Pierwszym było ustalenie, w jaki sposób wiązanie ligandów hormonalnych do ich receptorów reguluje cyklazę guanylową. W szczególności zapytałem: Jakie są molekularne zjawiska sprzęgania. Sądziłem, że zrozumienie sprzężenia receptorów z cyklazą guanylową może umożliwić zastosowanie środków lub leków w celu wzmocnienia lub zahamowania działania hormonalnego w niektórych zaburzeniach klinicznych. Stwierdzono, że acetylocholina i niektóre eikozanoidy zwiększają cykliczną GMP w tkankach sercowych i naczyniowych, ale mechanizmy molekularnego sprzęgania ich receptorów z cyklazą guanylową nie były znane. Po drugie, nikt nie wiedział, jakie efekty fizjologiczne lub funkcje mógłby mieć cykliczny GMP, gdyby rzeczywiście był wewnątrzkomórkowym przekaźnikiem. Miałem nadzieję, że zdefiniuję jego rolę jako posłańca w regulacji niektórych funkcji biochemicznych i fizjologicznych. Dziedzina badań nad cykliczną GMP była mniej zatłoczona niż badania cykliczne AMP, a jako nowy młody członek wydziału, uznałem to za pociągające.
Aktywność cyklazy guanylowej
Moi koledzy i ja rozpoczęliśmy nasze badania od zbadania aktywności cyklazy guanylowej w różnych homogenatach tkankowych i zaskakująco stwierdzonej aktywności zarówno w szybkich supernatantach, jak i frakcjach cząstek stałych.
[przypisy: mąka z migdałów, prywatny gabinet ginekologiczny, testy na nietolerancje pokarmowe ]
[przypisy: cezas lublin, ttw katowice, kielecka izba aptekarska ]