guanylatcyklas

Guanylatcyklasy (GCs) to enzymy katalizujące przemianę guanozynotrójfosforanu (GTP) w cykliczny GMP (cGMP), będący ważnym przekaźnikiem drugiego rzędu w wielu szlakach sygnałowych. Dwie główne grupy to guanylate cyklazy rozpuszczalne (sGC) i guanylate cyklazy błonowe, zwane także receptorowymi (pGC). sGC są cytoplazmatyczne i aktywowane głównie przez tlenek azotu (NO), który wiąże się z ich heme. pGC są częścią błonowych receptorów, które aktywują się po związaniu liganda na zewnątrz komórki, na przykład natriuretycznych peptydów (ANP, BNP, CNP) lub innych ligandów w zależności od typu receptora GC.

Mechanizm działania GC polega na katalizowaniu konwersji GTP do cGMP, który następnie wywołuje różnorodne odpowiedzi komórkowe. cGMP aktywuje kinazę PKG, wpływa na kanały zależne od cGMP i reguluje aktywność fosfodiesteraz, tworząc złożony układ regulacji sygnału. Regulacja poziomu cGMP zachodzi także poprzez fosfodiesterazy (np. PDE5), które rozkładają cGMP.

W organizmie guanylatcyklazy odgrywają kluczowe role w wielu układach. sGC jest centralnym elementem NO-sGC-cGMP, który prowadzi do rozszerzania naczyń i hamowania agregacji płytek krwi. GC-C, będąca częścią błonowych GC, odpowiada za regulację wydzielania jelitowego, a w siatkówce występują retinialne guanylate cyklazy (GC-E, GC-F) zaangażowane w fototransdukcję. cGMP działa również w układzie nerwowym i układzie sercowo-naczyniowym.

Znaczenie kliniczne obejmuje terapie podwyższające poziom cGMP, takie jak stimulatory sGC (np. riociguat) stosowane w nadciśnieniu płucnym, oraz inhibitory PDE5 (np. sildenafil) używane w zaburzeniach erekcji i PAH. Zmiany w ekspresji lub funkcji GC mogą być związane z chorobami metabolicznymi, naczyniowymi i siatkówkowo-neuronalnymi.