Cyklická ADP-ribóza

	Cyklická ADP-ribóza
	Cyklická ADP-ribóza
	Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec	C15H21N5O13P2
Synonymá	cyklická adenozíndifosfátribóza
	Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť	541,301 g/mol
	Ďalšie informácie
Číslo CAS	119340-53-3
	Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. ; Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.
	Chemický portál

Cyklická ADP-ribóza, celým názvom cyklická adenozínfosfátribóza alebo často skracovaná na cADPR, je cyklický adenínový nukleotid (podobne ako cAMP). Na 5' OH konci adenozínu sú dve fosfátové skupiny (podobne ako u ADP), na ktoré je na konci naviazaná ďalšia ribóza na jej 5' uhlíku. Táto ribóza potom uzatvára cyklus pomocou glykozidovej väzby na dusík N¹ toho istého adenínu, ktorý má teda dve glykozidové väzby (na N¹ je naviazaná jedna ribóza a na N⁹ je naviazaná druhá ribóza ako zvyčajne).^[1]^[2] Práve N¹ glykozidová väzba na adenín odlišuje cADPR od ADP-ribózy (ADPR), ktorá je lineárnym analógom cADPR. cADPR vzniká z nikotínamidadeníndinukleotidu (NAD⁺) pôsobením ADP-ribozylcykláz (EC 3.2.2.5) ako súčasť systému druhých poslov.

Funkcia

cADPR je bunkový posol pre vápnikovú signalizáciu.^[3] Stimuluje uvoľňovanie vápnika indukované vápnikom pri nízkych cytozolových koncentráciách Ca²⁺. Hlavným cieľom cADPR je mechanizmus príjmu Ca²⁺ endoplazmatického retikula. cADPR mobilizuje Ca²⁺ v endoplazmatickom retikule tým, že aktivuje ryanodínové receptory,^[4] čo je kľúčový krok v sťahovaní svalov.^[5]

cADPR takisto pôsobí ako agonista TRPM2 kanálu, ale pôsobí slabšie než ADPR.^[6] cADPR a ADPR pôsobia synergicky, obe molekuly zvyšujú svoje vzájomné pôsobenie pri aktivácii TRPM2 kanálu.^[7]

Potenciácia uvoľnenia Ca²⁺ cyklickou ADP-ribózou je sprostredkovaná zvýšenou akumuláciou Ca2+ v sarkoplazmickom retikule.^[8]

Metabolizmus

cADPR a ADPR sú syntetizované z NAD⁺ pôsobením bifunkčných ektoenzýmov rodiny CD38 (ktorá zahŕňa i GPI-ukotvené CD157 a špecifické monofunkčné ADP-ribozylcyklázy mäkkýša Aplysia).^[9]^[10]^[11] Ten istý enzým je zároveň schopný katalyzovať hydrolýzu cADPR na ADPR. Katalýza prebieha cez kovalentne viazaný intermediát. Hydrolýza je inhibovaná ATP, čo môže viesť k akumulácii cADPR. Syntéza a rozklad cADPR enzýmamí z rodiny CD38 spočíva v tvorbe a hydrolýze N¹-glykozidovej väzby. V roku 2009 bol prvýkrát popísaný enzým schopný hydrolyzovať fosfoanhydridovú väzbu (teda väzbu medzi fosfátovými skupinami) v cADPR.^[12]

SARM1 enzým takisto katalyzuje tvorbu cADPR z NAD⁺.^[13]

Referencie

↑ Structural determination of a cyclic metabolite of NAD⁺ with intracellular Ca²⁺-mobilizing activity. J. Biol. Chem., 1989, s. 1608–15. PMID 2912976.
↑ The crystal structure of cyclic ADP-ribose. Nat. Struct. Biol., 1994, s. 143–4. DOI: 10.1038/nsb0394-143. PMID 7656029.
↑ Guse AH. Regulation of calcium signaling by the second messenger cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR). Curr. Mol. Med., 2004, s. 239–48. DOI: 10.2174/1566524043360771. PMID 15101682.
↑ Pyridine Nucleotide Metabolites and Calcium Release from Intracellular Stores. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2020, s. 371–394. DOI: 10.1007/978-3-030-12457-1_15. PMID 31646518.
↑ Essential Roles of Intracellular Calcium Release Channels in Muscle, Brain, Metabolism, and Aging. Current Molecular Pharmacology, 2015, s. 206–22. DOI: 10.2174/1874467208666150507105105. PMID 25966694.
↑ Roles of NAD + and Its Metabolites Regulated Calcium Channels in Cancer. Molecules, 2019, s. 4826. DOI: 10.3390/molecules25204826. PMID 33092205.
↑ Lee HC. Cyclic ADP-ribose and NAADP: fraternal twin messengers for calcium signaling. Science China Life Sciences, 2011, s. 699–711. DOI: 10.1007/s11427-011-4197-3. PMID 21786193.
↑ Potentiation of Ca(2+) release by cADP-ribose in the heart is mediated by enhanced SR Ca(2+) uptake into the sarcoplasmic reticulum. Circulation Research, 2001, s. 614–22. DOI: 10.1161/hh1901.098066. PMID 11577027.
↑ Crystal structure of Aplysia ADP-ribosyl cyclase, a homolog of the bifunctional ectozyme CD38. Nat. Struct. Biol., 1996, s. 957–64. DOI: 10.1038/nsb1196-957. PMID 8901875.
↑ Crystal structure of the human CD38 extracellular domain. Structure, 2005, s. 1331–9. DOI: 10.1016/j.str.2005.05.012. PMID 16154090.
↑ Guse AH. Biochemistry, biology, and pharmacology of cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR). Curr. Med. Chem., 2004, s. 847–55. DOI: 10.2174/0929867043455602. PMID 15078169.
↑ Hydrolysis of the phosphoanhydride linkage of cyclic ADP-ribose by the Mn²⁺-dependent ADP-ribose/CDP-alcohol pyrophosphatase. FEBS Lett., 2009, s. 1593–8. DOI: 10.1016/j.febslet.2009.04.023. PMID 19379742.
↑ Resolving the topological enigma in Ca 2+ signaling by cyclic ADP-ribose and NAADP. Journal of Biological Chemistry, 2019, s. 19831–19843. Dostupné online. DOI: 10.1074/jbc.REV119.009635. PMID 31672920.

Pozri aj

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Cyclic ADP-ribose na anglickej Wikipédii.

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[1] Structural determination of a cyclic metabolite of NAD⁺ with intracellular Ca²⁺-mobilizing activity. J. Biol. Chem., 1989, s. 1608–15. PMID 2912976.

[2] The crystal structure of cyclic ADP-ribose. Nat. Struct. Biol., 1994, s. 143–4. DOI: 10.1038/nsb0394-143. PMID 7656029.

[3] Guse AH. Regulation of calcium signaling by the second messenger cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR). Curr. Mol. Med., 2004, s. 239–48. DOI: 10.2174/1566524043360771. PMID 15101682.

[pmid31646518-4] Pyridine Nucleotide Metabolites and Calcium Release from Intracellular Stores. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2020, s. 371–394. DOI: 10.1007/978-3-030-12457-1_15. PMID 31646518.

[pmid25966694-5] Essential Roles of Intracellular Calcium Release Channels in Muscle, Brain, Metabolism, and Aging. Current Molecular Pharmacology, 2015, s. 206–22. DOI: 10.2174/1874467208666150507105105. PMID 25966694.

[pmid33092205-6] Roles of NAD + and Its Metabolites Regulated Calcium Channels in Cancer. Molecules, 2019, s. 4826. DOI: 10.3390/molecules25204826. PMID 33092205.

[pmid21786193-7] Lee HC. Cyclic ADP-ribose and NAADP: fraternal twin messengers for calcium signaling. Science China Life Sciences, 2011, s. 699–711. DOI: 10.1007/s11427-011-4197-3. PMID 21786193.

[8] Potentiation of Ca(2+) release by cADP-ribose in the heart is mediated by enhanced SR Ca(2+) uptake into the sarcoplasmic reticulum. Circulation Research, 2001, s. 614–22. DOI: 10.1161/hh1901.098066. PMID 11577027.

[9] Crystal structure of Aplysia ADP-ribosyl cyclase, a homolog of the bifunctional ectozyme CD38. Nat. Struct. Biol., 1996, s. 957–64. DOI: 10.1038/nsb1196-957. PMID 8901875.

[10] Crystal structure of the human CD38 extracellular domain. Structure, 2005, s. 1331–9. DOI: 10.1016/j.str.2005.05.012. PMID 16154090.

[11] Guse AH. Biochemistry, biology, and pharmacology of cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR). Curr. Med. Chem., 2004, s. 847–55. DOI: 10.2174/0929867043455602. PMID 15078169.

[12] Hydrolysis of the phosphoanhydride linkage of cyclic ADP-ribose by the Mn²⁺-dependent ADP-ribose/CDP-alcohol pyrophosphatase. FEBS Lett., 2009, s. 1593–8. DOI: 10.1016/j.febslet.2009.04.023. PMID 19379742.

[pmid31672920-13] Resolving the topological enigma in Ca 2+ signaling by cyclic ADP-ribose and NAADP. Journal of Biological Chemistry, 2019, s. 19831–19843. Dostupné online. DOI: 10.1074/jbc.REV119.009635. PMID 31672920.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]