Гуанилатциклаза: общие сведения

Гуанилатциклаза принимает участие в синтезе цГМФ , являющимся одним из важных посредников внутриклеточной передачи сигналов.

Особенности регуляции гуанилатциклазы позволяют ей осуществлять связь между системами обмена цАМФ , кальция , и окислительно-восстановительной системой .

В отличие от аденилатциклазы , которая локализована в плазматической мембране, гуанилатциклаза, синтезирующая цГМФ из ГТФ, находится как в мембраносвязанном, так и в растворимом состоянии. Соотношенния этих двух форм фермента в различных тканях разные. Так, например, 90% активности гуанилатциклазы клеток тонкого кишечника выявляется в мембранной фракции, а 10% - в цитозоле. В легких и печени лишь 20% активности гуанилатциклазы находится в мембранах, а 80% - в цитозоле.

Молекулярные веса растворимой и связанной с мембранами гуанилатциклазы разные. Кроме того, две формы фермента различаются кинетически: у растворимой формы зависимость активности от концентрации ГТФ подчиняется нормальной кинетике Михаэлиса - Ментен, а у мембранной - характеризуется положительной кооперативностью.В то же время показано, что некоторые внеклеточные регуляторы могут влиять на перераспределение гуанилтциклазы между мембранами и цитоплазмой.Поскольку отщепление от мембран,как правило, активирует фермент, воздействие на компартментализацию гуанилатциклазы может быть важным регуляторным фактором, изменяющим содержание цГМФ в клетке.

Гуанилатциклазу удается выявить в различных субклеточных структурах, например в тщательно очищенных ядрах печени и матки. Изменение функционального состояния ткани также влияет на внутриклеточную локализацию гуанилатциклазы. При регенерации печени отмечается 2-3 - кратное повышение активности фермента в мембранах, в том числе и ядерных.

Активность гуанилатциклазы в разных тканях не превышает 1-2 пмоль мг/белка в 1 мин. Это объясняется , по-видимому, крайне низким содержанием фермента. Концентрация цГМФ в клетке также низка (в 4-10 раз ниже концентрации цАМФ) - около 10-7 М. При активации синтеза или подавлении распада цГМФ концентрация этого нуклеотида в клетке обычно повышается в 3-8 раз.