Спр. материал / ГОРМОНЫ2 / Гуанилатциклазная мессенджерная система

Гуанилатциклазная мессенджерная система

Гуанилатциклазная мессеиджерпая система использует в качестве вторичного посредника циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ), биосинтез которого из ГТФ осуществляется под действием специфи­ческой гуанилатциклазы (по аналогии с синтезом цАМФ):

Данная мессенджерная система играет самостоятельную роль в регуляции функции клеток. Например, в почках и кишечнике с ее участием осуществляется контроль ионного транспорта и обмена воды, в сердечной мышце цГМФ служит сигналом релаксации. Известны четыре формы гуанилатциклазы: три формы являются мембраносвя-заниыми, одна — растворимая (в цитозоле). Каждый из изофермен-тов гуанилатциклазы обладает своими кинетическими, физико-хи­мическими и антигенными свойствами; они открыты во многих орга­нах (сердце, легких, почках, надпочечниках, сетчатке, эндотелии ки­шечника и др.). Мембраносвязанная гуанилатциклаза активируется через соответствующие рецепторы с помощью некоторых внеклеточ­ных пептидов. В частности, существует семейство пептидов, выделя­емых тканью предсердий, — атриопептиды, которые вызывают выде­ление Na+ с мочой, диурез, расширение сосудов, торможение секреции альдостерона.

Например, предсердный натрийуретический фактор (ПНФ) син­тезируется в предсердии в ответ на увеличение объема крови, посту­пает с кровью в почки, активирует гуанилатциклазу, что ведет к повы­шению уровня цГМФ и способствует экскреции Na+и воды. В глад­ких мышечных клетках сосудов, содержащих аналогичную гуанилат-циклазную систему, натрийуретический фактор оказывает сосудорас­ширяющее действие, способствуя снижению кровяного давления. При этом многократное увеличение концентрации цГМФ ведет к актива­ции цГМФ-зависимой протеинкиназы (протеинкиназы G), которая ка­тализирует фосфорилирование ряда белков гладкой мышцы, в ре­зультате чего происходит расслабление гладких мышц и расширение сосудов (рис. 4.7).

Растворимая форма гуанилатциклазы является гем-содержащим ферментом, в регуляции которого принимают участие нитровазодила-таторы (нитраты и нитриты: нитропруссид натрия, нитроглицерин, нитрит натрия и др.), а также свободные радикалы — продукты пере-кисного окисления липидов (ПОЛ). Одним из хорошо известных ак­тиваторов является эндотелиальный фактор, вызывающий релаксацию сосудов. Действующим агентом этого фактора служит оксид азо­та (II) NO, который, вступая в реакцию с гемом гуанилатциклазы, сти­мулирует образование активной гуанилатциклазы и быстрый синтез цГМФ из ГТФ:

Однако действие NO кратковременное (несколько секунд). Эф­фект, подобный действию NO, но более длительный, оказывает нитро­глицерин, который медленнее освобождает NO.

Оксид азота (II) образуется в организме из аминокислоты арги­нина при участии сложной Са2+-зависимой ферментной системы, на­званной NO-синтазой:

Уровень циклических нуклеотидов цАМФ и цГМФ в клетке кон­тролируется соответствующими фосфодиэстеразами, различающими­ся по сродству к цАМФ и цГМФ.