Guanosina monofosfato ciclico

Il GMP ciclico (Guanosin-monofosfato ciclico o cGMP) è un secondo messaggero generato dalla ciclizzazione di una molecola di guanosin-trifosfato (GTP) ad opera di due diversi enzimi:

• il primo è la guanilato ciclasi di membrana intrinseca ad un recettore esterno per il peptide natriuretico atriale, che attiva il dominio interno che poi produce GMP ciclico;
• il secondo è la guanilato ciclasi citosolica, una proteina contenente eme (con ferro Fe²⁺) che agisce dopo l'attivazione da parte del monossido d'azoto che entra nella cellula per diffusione. Lo ione ferroso dell'eme è essenziale per l'attivazione dell'enzima. L'enzima risente anche delle proprietà attivatrici da parte dell'ossido di carbonio.

Effettori e funzioni biologiche

Al pari del cAMP, il GMP ciclico possiede la sua proteina chinasi dipendente da esso (PKG) che va a fosforilare proteine target specifiche. Due di queste sono il fosfolambano e la calcio-ATPasi del reticolo sarcoplasmatico, proteine del miocardio coinvolte nell'omeostasi del calcio. Altra proteina bersaglio della PKG è la proteina VASP, coinvolta negli arrangiamenti dello scheletro actinico intracellulare. Altro substrato è la proteina Bad, analogo della proteina Bcl-2 e coinvolta nella comparsa della morte cellulare programmata o apoptosi. A livello della retina, il cGMP agisce anche attraverso dei canali ionici che lo possono legare direttamente: sono i canali controllati da nucleotidi ciclici (Cyclic Nucleotide-Gated channels; CNGs), che permettono l'afflusso ionico nelle cellule retiniche, modulando così l'impulso nervoso visivo.

Gli studi dell'ultimo decennio hanno dimostrato che oltre alle già note proprietà della via cGMP/PKG di controllare la contrattilità del sistema muscolare liscio, vi sono altre funzioni biologiche nell'uomo che potrebbero essere sotto il suo controllo:

• fenomeni di apprendimento e consolidamento della memoria;
• protezione delle cellule nervose da situazioni di neurodegenerazione;
• soppressione del fenomeno apoptotico;
• modulazione di alcune risposte immunitarie.

Metabolismo del GMP ciclico

Una volta finita la risposta biologica, il cGMP viene poi idrolizzato da fosfodiesterasi specifiche. Una ben nota isoforma responsabile della sua inattivazione è la PDE5, bersaglio farmacologico del sildenafil (Viagra), prodotto utilizzato nelle disfunzioni erettili. Esso è un inibitore della PDE5; il mantenimento di elevate concentrazioni di cGMP, causa vasodilatazione locale ed un maggior afflusso ematico che mantiene l'erezione. L'isoforma che nel tessuto cerebrale e renale è responsabile della terminazione degli effetti biologici del cGMP è invece la PDE2.

Bibliografia

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