¿Qué es una fosfodiesterasa?
Una fosfodiesterasa es un tipo de enzima que cataliza la escisión del enlace fosfato de las cadenas de nucleótidos como el ADN o el ARN. Muchas enzimas pueden llevar a cabo esta reacción. Sin embargo, el término generalmente se aplica a las fosfodiesterasas que escinden los nucleótidos cíclicos que son importantes para transmitir señales dentro de la célula. Estas enzimas se conocen como nucleótidos fosfodiesterasas cíclicas (PDE). Los inhibidores de la fosfodiesterasa se pueden usar como medicamentos y se usan comercialmente para tratar la disfunción eréctil masculina y otras afecciones.
Un nucleótido es un compuesto que tiene una base aromática que contiene nitrógeno, un azúcar que es ribosa o desoxirribosa y un grupo fosfato. El ADN y el ARN son largas cadenas de nucleótidos con cada nucleótido unido secuencialmente al siguiente y son polímeros. Un enlace de enlace fosfato es una parte importante de la polimerización de estas cadenas de nucleótidos. Los nucleótidos cíclicos tienen dos grupos fosfato unidos a un grupo ribosa en dos lugares diferentes. Esto hace que el compuesto sea cíclico, lo que le permite unirse a las proteínas de manera diferente.
Los dos nucleótidos cíclicos en todas las células son AMP cíclico (cAMP) y GMP cíclico (cGMP). Tienen una sola base de adenina y guanina, respectivamente. Estos compuestos reaccionan en muchos procesos celulares diferentes y se conocen como mensajeros secundarios . La primera señal se transmite desde el exterior de la célula mediante la unión de una hormona o neurotransmisor. Esta unión luego desencadena un aumento en las concentraciones de cAMP o cGMP, que amplifica en gran medida la magnitud de la señal original.
Las fosfodiesterasas de nucleótidos cíclicos degradan el nucleótido cíclico escindiendo un enlace fosfato que mantiene el nucleótido cíclico. Esto se conoce como escisión del enlace fosfodiéster y provoca la degradación del nucleótido cíclico. Esta degradación regula la duración, la localización y la amplitud de la señalización del compuesto.
Hay muchos tipos de esta clase de fosfodiesterasa, especializados para diferentes funciones. A partir de 2010, se sabe que los mamíferos tienen 11 familias de genes de fosfodiesterasa de nucleótidos cíclicos. Los genes proporcionan el modelo para la producción de proteínas, y se estima que hay más de 50 proteínas de fosfodiesterasa cíclicas diferentes en células de mamíferos.
Las PDE difieren en muchos aspectos, incluidas sus propiedades bioquímicas y sobre qué nucleótido cíclico pueden actuar. Estos son parte de los criterios utilizados para asignarlos a las familias. Algunos degradan solo cAMP, mientras que otros solo afectan cGMP. Otras PDE pueden degradar ambos nucleótidos cíclicos.
La diversidad de reacciones afectadas por estas enzimas los convierte en objetivos prometedores para la terapia farmacológica. La inhibición de las PDE prolonga la reacción mediada por el nucleótido cíclico. El tipo más prominente de inhibidor de la fosfodiesterasa de nucleótidos cíclicos es el que afecta a la Familia Cinco, que inhibe la degradación de cGMP. Estas drogas son sildenafil, mejor conocido como Viagra®; tadalafil, también conocido como Cialis®; y vardenafil, más comúnmente conocido como Levitra®. Este grupo de inhibidores de la fosfodiesterasa se usa para tratar la disfunción eréctil masculina y, más recientemente, otras afecciones como la presión arterial alta.
En contraste, los inhibidores de la Familia Tres se usan para tratar la insuficiencia cardíaca aguda. Este tipo de enzima aumenta la actividad de cAMP y es inhibido por cGMP. Estos medicamentos son milrinona, marca Primacor ™ e inamrinona, también conocida como Inocor®. El cilostazol, como Pletal®, es otro medicamento de esta clase y se usa para tratar la enfermedad arterial periférica.
Se desconocen las funciones de muchas de las familias recientemente descubiertas de nucleótidos fosfodiesterasa cíclica. Un trabajo reciente ha identificado la inflamación como un área de regulación que puede involucrar algunas de estas enzimas. Esto sugiere que habrá muchos más objetivos para la intervención de la enfermedad cuando la bioquímica y la función de estas enzimas se entiendan mejor.