Фосфодиэстеразы

ФОСФОДИЭСТЕРАЗЫ циклических 3', 5'-нукле-о т ид о в (3',5'-циклонуклеотид 5'-нуклеотидгидролазы), ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролиз циклич. 3', 5'-аденозин- и 3', 5'-гуанозинмонофосфатов, а также нек-рых др. циклич. нуклеотидов в присут. Mg²⁺:

Ф. присутствуют практически во всех исследованных тканях, а также в клетках бактерий. Функционирование Ф. обусловливает снижение внутриклеточной концентрации циклич. нуклеотидов, в частности, после гормональной стимуляции аденилатциклазы. Ф. могут также участвовать во внутриклеточной передаче сигнала.

Известно большое кол-во изоферментов Ф., различающихся по структуре, ферментативной активности, субстратной специфичности и зависимости от коферментов. По последним двум св-вам их делят на 4 осн. группы: Са²⁺-кальмоду-линзависимые, цГМФ-модулируемые, цАМФ- и цГМФ-спе-цифичные (цАМФ и цГМФ - соотв. циклич. аденозинмоно-фосфат и циклич. гуанозинмонофосфат).

Ф. первой группы присутствуют в сердечной мышце и в мозговой ткани. Их активность значительно возрастает в присут. Ca²⁺.

Ф. второй группы широко распространены в тканях нервной системы, в корковом в-ве надпочечников, где они, возможно, участвуют в регуляции биосинтеза стероидных гормонов. цГМФ обычно увеличивает скорость гидролиза ферментом цАМФ. В сердечной мышце, в нек-рых типах гладкой мускулатуры, в тромбоцитах, жировых клетках и гепатоцитах присутствуют Ф. этой группы, к-рые ингибируются цГМФ.

Ф. третьей группы обнаружены в половой системе, где их экспрессия может индуцироваться цАМФ в нервной ткани, в почках и лимфоцитах. У дрозофилы показана центральная роль Ф. этой группы в биохим. механизмах, определяющих поведенческие р-ции.

Ф. четвертой группы присутствуют в легких и тромбоцитах, а также в клетках палочек и колбочек сетчатки. Наиб, изучена Ф. из клеток палочек сетчатки. Она участвует в передаче зрительного сигнала. Этот фермент состоит из трех субъединиц - двух гомологичных каталитич. -субъединиц (мол. м. 90 тыс., рI 5,3) исубъединицы (мол. м. 10 тыс., рI 10,5). Первичная структура всех трех субъединиц известна. В результате активации Ф. светом происходит освобождение субъединицы из комплекса холофермента, При этом скорость гидролиза цГМФ возрастает приблизительно в 100 раз, что ведет к падению локальной внутриклеточной концентрации цГМФ, закрытию катионных каналов на мембране и гиперполяризации клеток (см. Родопсин).

Конкурентные ингибиторы Ф. всех типов - теофиллин, папаверин и З-изобутил-1-метилксантин.

Лит.: Beavo J. А., Reifsnyder D.H., "Trends in Pharm. Sci.", 1990, v. 11, p. 150-55. B. M. Липкин, M. Ю. Натонин.