サイクリックGMP、環状グアノシン一リン酸または「のグアノシン3として知られ、グアノシン一リン酸は、5'-一リン酸は、多数のプロセス環状細胞、特に関連するシグナリングおよび細胞間コミュニケーションに関与するヌクレオチドです。
これは、グアニンのヌクレオチドではなくアデニンのヌクレオチドであるため、窒素含有塩基の点でそれとは異なるその類似体であるサイクリックAMPの発見直後、40年以上前に初めて記述されました。
環状グアノシン一リン酸またはGMPの化学構造（出典：en：ユーザー：Wikimedia Commons経由のDiberri）
前述のサイクリックAMPやサイクリックCTP（サイクリックシチジン一リン酸）などの他のサイクリックヌクレオチドと同様に、サイクリックGMPの構造は、対応物よりも安定させることに加えて、その化学的性質と生物活性に決定的です。
このヌクレオチドはグアニル酸シクラーゼとして知られている酵素によって生成され、サイクリックAMPと同様に、サイクリック依存性GMPプロテインキナーゼのシグナル伝達カスケードを発火させることができます。
非常に複雑な動物である哺乳動物だけでなく、真正細菌および古細菌の王国に含まれる最も単純な原核生物にも記載されています。植物におけるその存在はまだ議論の問題ですが、証拠はそれがこれらの生物には存在しないことを示唆しています。
形成と分解
環状グアニンヌクレオチドおよびアデニンの細胞内濃度は、特に、一リン酸、二リン酸、または三リン酸である非環状類似体と比較すると、非常に低いです。
ただし、このヌクレオチドのレベルは、特定のホルモン刺激や、一次メッセンジャーとして振る舞う他の因子の存在下で選択的に変更できます。
環状GMPの代謝は、環状AMPおよび他の類似ヌクレオチドの代謝とは部分的に独立しています。これは、ほとんどの組織で部分的に溶解する酵素であるグアニル酸シクラーゼまたはグアニル酸シクラーゼとして知られている酵素システムによってGTPから生成されます。
グアニル酸シクラーゼ酵素は、糖残基（リボース）の5 '位置にあるリン酸基の「環化」に関与し、同じリン酸が同じ分子内の2つの異なるOH基に結合する原因となります。
この酵素は哺乳類の小腸と肺に非常に豊富で、ウニの種の精子に最も活発な供給源があります。研究されてきたすべての生物において、それは二価のマンガンイオンに依存しており、マグネシウムまたは亜鉛に依存するアデニル酸シクラーゼとは異なります。
同じ酵素が環状AMPと環状GMPの両方を加水分解可能な基質として使用できることが示されているため、環状GMPの分解は、特異的とは思われない環状ヌクレオチドホスホジエステラーゼによって媒介されます。
形成と分解の両方のプロセスは、細胞内で注意深く制御されています。
構造
環状GMPの構造は、他の環状ヌクレオチドの構造と大きく異なりません。その名前が示すように（グアノシン3 '、5'-一リン酸）は、リボース糖の5'位置の炭素で酸素に結合したリン酸基を持っています。
前記リボース糖は、リボースの１ '位の炭素とのグリコシド結合によって、同時に複素環式グアニン環の窒素塩基に結合される。
リボースの5 '位置の酸素原子に結合しているリン酸基は、同じリン酸基とリボースの3'位置にある炭素の酸素との間に発生するリン酸ジエステル結合を介してトランス融合されます。したがって、３'－５'－「トランス融合」リン酸塩（３'－５'－トランス融合リン酸塩）を形成する。
リン酸基の融合またはその「環化」は、リボースのフラン環の結合の自由回転を制限するため、分子の剛性の増加を引き起こします。
サイクリックAMPにも当てはまるように、グアニンリングとリボース間のグリコシド結合とその回転の自由度は、サイクリックGMPを特異的に認識するための重要な構造パラメーターです。
特徴
環状AMPなどの他の類似の環状ヌクレオチドが持つ多くの非常に多様な機能とは異なり、環状GMPの機能は少し制限されています。
1-視覚色素の光刺激に応答してシグナル伝達プロセスに参加します。その濃度は、光刺激を感知し、GMP依存性環状ホスホジエステラーゼと相互作用するGタンパク質の活性化により変更されます。
このヌクレオチドのレベルの変化は、ナトリウムイオンに対する桿状眼細胞の膜の透過性を変化させ、視神経への刺激の伝達を停止させる他の変化を引き起こします。
2-それは、一酸化窒素および他の様々な性質の化合物に応答して、平滑筋の筋収縮および弛緩サイクルに機能を持っています。
3-ナトリウム利尿ペプチドへの応答によるその濃度の増加は、細胞膜を通るナトリウムと水のイオンの動きの調節に関連しています。
4-一部の生物では、サイクリックGMPがサイクリックAMPと競合してサイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼを獲得できます。サイクリックGMPを追加すると、分解が減り、サイクリックAMPの濃度が増加します。
大腸菌などの5バクテリアは、化学誘引物質にさらされると環状GMPのレベルを上昇させます。これは、このヌクレオチドがこれらの化学刺激に応答するシグナル伝達プロセスに関与していることを示しています。
6-サイクリックGMPは哺乳類の血管拡張および勃起過程にも重要な影響を与えることが判明しています。
7-多くのゲートイオンチャネル（カルシウムとナトリウム）は、特に環状GMPを使用する細胞内リガンドによって調節されています。
参考文献
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