stringtranslate.com

Циклическая АДФ-рибоза

Циклическая АДФ-рибоза , часто сокращенно cADPR , представляет собой циклический адениновый нуклеотид (подобно cAMP ) с двумя фосфатными группами, присутствующими на 5' OH аденозина ( подобно ADP ), далее соединенный с другой рибозой в положении 5', которая, в свою очередь, замыкает цикл гликозидной связью с азотом 1 (N 1 ) того же основания аденина (чье положение N 9 имеет гликозидную связь с другой рибозой ). [1] [2] N 1 -гликозидная связь с аденином - это то, что отличает cADPR от АДФ-рибозы (ADPR), нециклического аналога. cADPR вырабатывается из никотинамидадениндинуклеотида (NAD + ) АДФ-рибозилциклазами ( EC 3.2.2.5 ) как часть системы вторичных мессенджеров .

Функция

cADPR является клеточным посредником для передачи сигналов кальция . [3] Он стимулирует высвобождение кальция, вызванное кальцием, при более низких концентрациях Ca 2+ в цитозоле . Основной целью cADPR является механизм захвата Ca 2+ эндоплазматическим ретикулумом . cADPR мобилизует Ca 2+ из эндоплазматического ретикулума путем активации рецепторов рианодина , [4] что является критическим этапом в сокращении мышц. [5]

cADPR также действует как агонист канала TRPM2 , но менее эффективно, чем ADPR . [6] cADPR и ADPR действуют синергически , при этом обе молекулы усиливают действие другой молекулы в активации канала TRPM2. [7]

Потенцирование высвобождения Ca 2+ посредством cADPR опосредовано повышенным накоплением Ca 2+ в саркоплазматическом ретикулуме . [8]

Метаболизм

cADPR и ADPR синтезируются из NAD + бифункциональными эктоферментами семейства CD38 (включая также GPI -заякоренный CD157 и специфическую монофункциональную АДФ-рибозилциклазу моллюска Aplysia ). [9] [10] [11] Те же ферменты также способны гидролизовать cADPR до ADPR . Катализ протекает через ковалентно связанный промежуточный продукт. Реакция гидролиза ингибируется АТФ , и cADPR может накапливаться. Синтез и деградация cADPR ферментами семейства CD38 включают, соответственно, образование и гидролиз N 1 -гликозидной связи. В 2009 году был описан первый фермент, способный гидролизовать фосфоангидридную связь cADPR, т. е. связь между двумя фосфатными группами. [12]

SARM1 и другие белки, содержащие домен TIR, также катализируют образование cADPR из NAD + . [13] [14]

Изомеры

Варианты cADPR, которые отличаются по времени удерживания при ВЭЖХ по сравнению с каноническим cADPR, были идентифицированы как продукты бактериальных и растительных ферментов, содержащих домен TIR . [14] [15] Изомеры v-cADPR (также называемые 2'cADPR или 1''-2' гликоциклическим ADPR (gcADPR)) и v2-cADPR (также называемые 3'cADPR или 1''-3' gcADPR) циклизуются путем образования O-гликозидных связей между рибозными фрагментами в ADPR. [16] [17] 3'cADPR, продуцируемый бактериальными белками, содержащими домен TIR, может действовать как активатор систем защиты бактерий от антифагов и как супрессор иммунитета растений. [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Lee HC, Walseth TF, Bratt GT, Hayes RN, Clapper DL (1989). «Структурное определение циклического метаболита NAD+ с внутриклеточной активностью по мобилизации Ca2+». J. Biol. Chem . 264 (3): 1608–15. doi : 10.1016/S0021-9258(18)94230-4 . PMID  2912976.
  2. ^ Lee HC, Aarhus R, Levitt D (1994). «Кристаллическая структура циклической АДФ-рибозы». Nat. Struct. Biol . 1 (3): 143–4. doi :10.1038/nsb0394-143. PMID  7656029. S2CID  9049850.
  3. ^ Guse AH (2004). «Регуляция передачи кальциевых сигналов вторичным мессенджером циклической аденозиндифосфорибозой (cADPR)». Curr. Mol. Med . 4 (3): 239–48. doi :10.2174/1566524043360771. PMID  15101682.
  4. ^ Галионе А, Чуан К (2020). «Пиридиновые нуклеотидные метаболиты и высвобождение кальция из внутриклеточных хранилищ». Сигнализация кальция . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том 1131. С. 371–394. doi :10.1007/978-3-030-12457-1_15. ISBN 978-3-030-12456-4. PMID  31646518. S2CID  204865377.
  5. ^ Сантулли Г., Маркс А. Р. (2015). «Важнейшие роли внутриклеточных каналов высвобождения кальция в мышцах, мозге, метаболизме и старении». Current Molecular Pharmacology . 8 (2): 206–22. doi :10.2174/1874467208666150507105105. PMID  25966694.
  6. ^ Yu P, Cai X, Liang Y, Yang W (2019). "Роли NAD + и его метаболитов, регулируемых кальциевыми каналами при раке". Molecules . 25 (20): 4826. doi : 10.3390/molecules25204826 . PMC 7587972 . PMID  33092205. 
  7. ^ Lee HC (2011). «Циклическая АДФ-рибоза и NAADP: близнецовые посланники для передачи сигналов кальция». Science China Life Sciences . 54 (8): 699–711. doi : 10.1007/s11427-011-4197-3 . PMID  21786193. S2CID  24286381.
  8. ^ Лукьяненко, В.; Дьёрке, И.; Визнер, ТФ; Дьёрке, С. (2001). «Потенциация высвобождения Ca(2+) цАДФ-рибозой в сердце опосредована усиленным захватом SR Ca(2+) в саркоплазматический ретикулум». Circulation Research . 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). "Кристаллическая структура АДФ-рибозилциклазы Aplysia, гомолога бифункционального эктозима CD38". Nat. Struct. 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). "Кристаллическая структура внеклеточного домена человеческого CD38". Structure . 13 (9): 1331–9. doi : 10.1016/j.str.2005.05.012 . PMID  16154090.
  11. ^ Guse AH (2004). «Биохимия, биология и фармакология циклической аденозиндифосфорибозы (cADPR)». Curr. Med. Chem . 11 (7): 847–55. doi :10.2174/0929867043455602. PMID  15078169.
  12. ^ Каналес Х., Фернандес А., Родригес М.Р., Феррейра Р., Рибейру Х.М., Кабесас А., Костас М.Дж., Камезель Х.К. (2009). «Гидролиз фосфоангидридной связи циклической АДФ-рибозы Mn 2+ -зависимой АДФ-рибозы/ЦДФ-спиртопирофосфатазы». ФЭБС Летт . 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). «Решение топологической загадки в передаче сигналов Ca 2+ циклической АДФ-рибозой и NAADP». Журнал биологической химии . 294 (52): 19831–19843. doi : 10.1074/jbc.REV119.009635 . PMC 6937575. PMID  31672920 . 
  14. ^ ab Essuman, Kow; Summers, Daniel W.; Sasaki, Yo; Mao, Xianrong; Yim, Aldrin Kay Yuen; DiAntonio, Aaron; Milbrandt, Jeffrey (2018-02-05). «TIR-доменные белки — древнее семейство ферментов, потребляющих NAD+». Current Biology . 28 (3): 421–430.e4. doi :10.1016/j.cub.2017.12.024. ISSN  1879-0445. PMC 5802418 . PMID  29395922. 
  15. ^ Ван, Ли; Эссуман, Коу; Андерсон, Райан Г.; Сасаки, Йо; Монтейро, Фредди; Чунг, Ый-Хван; Осборн Нисимура, Эрин; ДиАнтонио, Аарон; Милбрандт, Джеффри; Дангл, Джеффри Л.; Нисимура, Марк Т. (23 августа 2019 г.). «TIR-домены иммунных рецепторов растений представляют собой ферменты, расщепляющие НАД +, которые способствуют гибели клеток». Наука . 365 (6455): 799–803. doi : 10.1126/science.aax1771. ISSN  1095-9203. ПМК 7045805 . ПМИД  31439793. 
  16. ^ Аб Маник, Мохаммад К.; Ши, Юн; Ли, Сулин; Зайдман, Марк А.; Дамараджу, Неха; Истман, Сэмюэл; Смит, Томас Г.; Гу, Вэйси; Масич, Вероника; Мосаиаб, Тамим; Уигли, Джеймс С.; Хэнкок, Стивен Дж.; Васкес, Эдуардо; Хартли-Тассел, Лорен; Каргиос, Несторас (30 сентября 2022 г.). «Циклические изомеры АДФ-рибозы: производство, химическая структура и иммунная передача сигналов». Наука . 377 (6614): eadc8969. doi : 10.1126/science.adc8969 . ISSN  1095-9203. PMID  36048923. S2CID  252010170.
  17. ^ Ливитт, Азита; Йирмия, Эрез; Амитай, Гил; Лу, Аллен; Гарб, Джереми; Хербст, Эхуд; Морхаус, Бенджамин Р.; Хоббс, Сэмюэл Дж.; Антина, Сэди П.; Сунь, Чжэнь-Ю Дж.; Кранцуш, Филип Дж.; Сорек, Ротем (29 сентября 2022 г.). «Вирусы ингибируют передачу сигналов TIR gcADPR, чтобы преодолеть бактериальную защиту». Природа . 611 (7935): 326–331. дои : 10.1038/s41586-022-05375-9. ISSN  1476-4687. PMID  36174646. S2CID  248529724.

Внешние ссылки