ЦИКЛИ́ЧЕСКИЕ НУКЛЕОТИ́ДЫ

ЦИКЛИ́ЧЕСКИЕ НУКЛЕОТИ́ДЫ, нук­лео­зид­мо­но­фос­фа­ты, в ко­то­рых ос­та­ток фос­фор­ной ки­сло­ты свя­зан с гид­ро­ксиль­ны­ми груп­па­ми ри­бо­зы в по­ло­же­ни­ях 3´ и 5´ , ре­же – 2´ и 3´ , об­ра­зуя цик­лич. струк­ту­ру. Цик­лич. 3´ ,5´ -аде­но­зин­мо­но­фос­фат (цАМФ, фор­му­ла) и 3´ ,5´ -гуа­но­зин­мо­но­фос­фат (цГМФ) – внут­ри­кле­точ­ные по­сред­ни­ки, уча­ст­вую­щие в реа­ли­за­ции эф­фек­тов мн. гор­мо­нов. цАМФ об­ра­зу­ет­ся из АТФ при уча­стии аде­ни­лат­цик­ла­зы – фер­мен­та, ло­ка­ли­зо­ван­но­го на внутр. сто­ро­не плаз­ма­тич. мем­бра­ны кле­ток. Ак­ти­ва­ция аде­ни­лат­цик­ла­зы про­ис­хо­дит при уча­стии спе­ци­фич. гор­мо­наль­ных ре­цеп­то­ров, ло­ка­ли­зо­ван­ных на на­руж­ной сто­ро­не этой мем­бра­ны, и т. н. G-бел­ков, при по­мо­щи ко­то­рых ак­ти­ви­ро­ван­ный гор­мо­ном ре­цеп­тор пе­ре­да­ёт сиг­нал на аде­ни­лат­цик­ла­зу. В об­ра­зо­ва­нии цГМФ уча­ст­ву­ет гуа­ни­лат­цик­ла­за – мем­бра­но­свя­зан­ная (пред­став­ля­ет со­бой внут­ри­кле­точ­ный до­мен ря­да ре­цеп­то­ров, напр. на­трий­у­ре­тич. пеп­ти­дов) и рас­тво­ри­мая (ак­ти­ви­ру­ет­ся ок­си­дом азо­та, ло­ка­ли­зо­ва­на в ци­то­плаз­ме кле­ток). цАМФ и цГМФ ока­зы­ва­ют мно­го­числ. (в ря­де слу­ча­ев спе­ци­фич­ные для оп­ре­де­лён­но­го ти­па кле­ток) эф­фек­ты, дей­ст­вуя ал­ло­сте­ри­че­ски на свои внут­ри­кле­точ­ные ми­ше­ни, наи­бо­лее уни­вер­саль­ны­ми из ко­то­рых яв­ля­ют­ся цАМФ-за­ви­си­мая и цГМФ-за­ви­си­мая про­те­ин­ки­на­зы. В ре­зуль­та­те ал­ло­сте­рич. ак­ти­ва­ции эти про­те­ин­ки­на­зы осу­ще­ст­в­ля­ют фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние сво­их бел­ков-ми­ше­ней (пе­ре­нос ос­тат­ка фос­фор­ной ки­сло­ты от АТФ на мо­ле­ку­лу бел­ка-суб­стра­та с об­ра­зо­ва­ни­ем слож­но­эфир­ной свя­зи с ами­но­кис­лот­ны­ми ос­тат­ка­ми се­ри­на или тре­о­ни­на), что при­во­дит к бы­ст­ро­му из­ме­не­нию (по­вы­ше­нию или сни­же­нию) их функ­цио­наль­ной ак­тив­но­сти в клет­ке в от­вет на из­ме­не­ния внеш­ней или внутр. сре­ды ор­га­низ­ма. По­ми­мо этих т. н. быст­рых эф­фек­тов, цАМФ ре­гу­ли­ру­ет (осо­бен­но у про­ка­ри­от) про­цес­сы транс­крип­ции ин­ду­ци­бель­ных ге­нов.

У ря­да мик­ро­ор­га­низ­мов и в не­ко­то­рых клет­ках мле­ко­пи­таю­щих об­на­ру­же­ны цик­лич. 3´ ,5´ -ци­ти­дин­мо­но­фос­фат (цЦМФ) и 3´ ,5´ -ури­дин­мо­но­фос­фат (цУМФ). В их об­ра­зо­ва­нии из ци­ти­дин­три­фос­фа­та (ЦТФ) и ури­дин­три­фос­фа­та (УТФ), по-ви­ди­мо­му, уча­ст­ву­ют со­от­вет­ст­вую­щие фер­мен­ты (ци­ти­ди­лат­цик­ла­за и ури­ди­лат­цик­ла­за). Уро­вень этих Ц. н. зна­чи­тель­но ни­же по срав­не­нию с цАМФ и цГМФ, а в реа­ли­за­ции опи­сан­ных био­ло­гич. эф­фек­тов уча­ст­ву­ют те же бел­ки, что и в реа­ли­за­ции ре­гу­ля­тор­ных эф­фек­тов ос­нов­ных Ц. н. – цАМФ и цГМФ.

По­ми­мо 3´ ,5´ -Ц. н., в клет­ках и тка­нях бы­ли най­де­ны 2´,3´-Ц. н. – 2´,3´-цАМФ и 2´,3´-цГМФ. Они мо­гут об­ра­зо­вы­вать­ся из РНК при уча­стии фер­мен­та цик­ла­зы 3´-кон­це­во­го фос­фа­та РНК и ри­бо­нук­ле­аз, осу­ще­ст­в­ляю­щих от­ще­п­ле­ние кон­це­вых 2´ ,3´ -Ц. н. от РНК. Од­на­ко био­ло­гич. эф­фек­ты 2´ ,3´ -Ц. н. и осо­бен­но ре­гу­ля­тор­ные пу­ти, от­вет­ст­вен­ные за их реа­ли­за­цию, ос­та­ют­ся ма­ло­изу­чен­ны­ми.

Ка­та­бо­лизм Ц. н. про­ис­хо­дит при уча­стии фос­фо­диэ­сте­раз – фер­мен­тов, рас­ще­п­ляю­щих фос­фо­ди­эфир­ную связь с об­ра­зо­ва­ни­ем ли­ней­ных 5´-мо­но­нук­лео­ти­дов (при ка­та­бо­лиз­ме 3´, 5´-Ц. н.), а так­же 2´- или 3´-мо­но­нук­лео­ти­дов (при ка­та­бо­лиз­ме 2´ ,3´ -Ц. н.).

Син­те­зи­ро­ва­ны мно­го­числ. ана­ло­ги Ц. н., ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­ст­ве важ­ных ин­ст­ру­мен­тов био­хи­мич. ис­сле­до­ва­ний. Ин­ги­би­то­ры фос­фо­диэ­сте­раз при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве ле­кар­ст­вен­ных средств. См. так­же Про­те­ин­ки­на­зы.

Лит.: Schwede F. a.o. Cyclic nucleotide analogs as biochemical tools and prospective drugs // Pharmacology & Therapeutics 2000. Vol. 87. № 2–3; Beavo J. A., Brunton L. L. Cyclic nu­cleotide research – still expanding after half a century // Nature Reviews. Molecular Cell Bio­logy. 2002. Vol. 3. № 9; Нель­сон Д., Кокс М. Ос­но­вы био­хи­мии Ле­нинд­же­ра. М., 2011–2015. Т. 1–3.

А. Е. Мед­ве­дев.