El di-GMP cíclico (también llamado diguanilato cíclico y c-di- GMP ) es un segundo mensajero utilizado en la transducción de señales en una amplia variedad de bacterias . [1] No se sabe que las arqueas utilicen di-GMP cíclico , y solo se ha observado en eucariotas en Dictyostelium . [2] El papel biológico del di-GMP cíclico se descubrió por primera vez cuando se identificó como un activador alostérico de una celulosa sintasa que se encuentra en Gluconacetobacter xylinus para producir celulosa microbiana . [3]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido (2 R , 3 R , 3a S , 7a R , 9 R , 10 R , 10a S , 14a R ) -2,9-Bis (2-amino-6-oxo-1,6-dihidro-9 H -purina -9-il) -3,5,10,12-tetrahidroxioctahidro-2 H , 5 H , 7 H , 12 H -5λ 5 , 12λ 5 -difuro [3,2- d : 3 ′, 2′- j ] [1,3,7,9,2,8] tetraoxadifosfaciclododecina-5,12-diona | |
Otros nombres Diguanilato cíclico; Ácido 3 ', 5'-diguanílico cíclico; c-di-GMP; 5GP-5GP | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 20 H 24 N 10 O 14 P 2 | |
Masa molar | 690,09 g / mol |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
En estructura, es un ciclo que contiene solo dos bases de guanina unidas por ribosa y fosfato .
En las bacterias, ciertas señales se comunican sintetizando o degradando di-GMP cíclico. El di-GMP cíclico es sintetizado por proteínas con actividad de diguanilato ciclasa . Estas proteínas tienen típicamente un motivo GGDEF característico , que se refiere a una secuencia conservada de cinco aminoácidos . La degradación del di-GMP cíclico se ve afectada por proteínas con actividad fosfodiesterasa . Estas proteínas tienen un motivo de aminoácidos EAL o HD-GYP. Los procesos que se sabe que están regulados por di-GMP cíclico, al menos en algunos organismos, incluyen la formación de biopelículas , la motilidad y la producción de factores de virulencia .
Los niveles cíclicos de di-GMP se regulan mediante una variedad de mecanismos. Muchas proteínas con dominios GGDEF, EAL o HD-GYP se encuentran con otros dominios que pueden recibir señales, como los dominios PAS . Se cree que las enzimas que degradan o sintetizan di-GMP cíclico están localizadas en regiones específicas de la célula, donde influyen en los receptores en un espacio restringido. [1] En Gluconacetobacter xylinus, c-di-GMP estimula la polimerización de glucosa en celulosa como un activador alostérico de alta afinidad de la enzima celulosa sintasa. [4] Algunas enzimas diguanilato ciclasa son inhibidas alostéricamente por di-GMP cíclico.
Los niveles cíclicos de di-GMP regulan otros procesos a través de varios mecanismos. La celulosa sintasa de Gluconacetobacter xylinus es estimulada alostéricamente por di-GMP cíclico, presentando un mecanismo por el cual el di-GMP cíclico puede regular la actividad de la celulosa sintasa. Se ha demostrado que el dominio PilZ se une a di-GMP cíclico y se cree que está implicado en la regulación cíclica dependiente de di-GMP, pero se desconoce el mecanismo por el cual lo hace. Estudios estructurales recientes de dominios PilZ de dos especies bacterianas han demostrado que los dominios PilZ cambian la conformación drásticamente al unirse a di-GMP cíclico. [5] [6] Esto conduce a la fuerte inferencia de que los cambios conformacionales en los dominios PilZ permiten que la actividad de las proteínas efectoras dirigidas (como la celulosa sintasa) sea regulada por di-GMP cíclico. Los ribosconmutadores denominados cíclico di-GMP-I riboswitch y cíclico di-GMP-II riboswitch regulan la expresión génica en respuesta a las concentraciones cíclicas de di-GMP en una variedad de bacterias, pero no todas las bacterias que se sabe que usan di-GMP cíclico.
Ver también
Referencias
- ↑ a b Tamayo R, Pratt JT, Camilli A (2007). "Funciones del diguanilato cíclico en la regulación de la patogénesis bacteriana" . Annu. Rev. Microbiol . 61 : 131–48. doi : 10.1146 / annurev.micro.61.080706.093426 . PMC 2776827 . PMID 17480182 .
- ^ Chen ZH, Schaap, P (2012). "El mensajero procariota c-di-GMP desencadena la diferenciación de células de tallo en Dictyostelium" . Naturaleza . 488 : 680–683. doi : 10.1038 / nature11313 . PMC 3939355 . PMID 22864416 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ P. Ross, H. Weinhouse; Y. Aloni, D. Michaeli; P. Weinberger-Ohana, R. Mayer; S. Braun, E. de Vroom; GA van der Mare; JH van Boom y M. Benziman (1987). "Regulación de la síntesis de celulosa en Acetobacter xylinum por ácido diguanílico cíclico". Naturaleza . 325 (6101): 279–81. doi : 10.1038 / 325279a0 . PMID 18990795 .
- ^ Regulación de la síntesis de celulosa en Acetobacter xylinum por ácido diguanílico cíclico P. Ross Nature, 1987
- ^ Benach, J; Swaminathan, SS; Tamayo, R; Handelman, SK; Folta-Stogniew, E; Ramos, JE; Forouhar, F; Neely, H; Seetharaman, J (2007). "La base estructural de la transducción de señales de diguanilato cíclico por dominios PilZ" . El diario EMBO . Organización Europea de Biología Molecular. 26 (24): 5153–5166. doi : 10.1038 / sj.emboj.7601918 . PMC 2140105 . PMID 18034161 .
- ^ Junsang K; Kyoung-Seok R; Henna K; Jae-Sun S; Jie-Oh L; Chaejoon C; Byong-Seok C (23 de abril de 2010). "La estructura de PP4397 revela la base molecular de los diferentes modos de unión de c-di-GMP por las proteínas del dominio Pilz". Revista de Biología Molecular . 398 (1): 97-110. doi : 10.1016 / j.jmb.2010.03.007 . PMID 20226196 .