磷酸二酯酶 5A; PDE5A
HGNC 批准基因符号：PDE5A
细胞遗传学定位：4q26 基因组坐标（GRCh38）：4:119,494,403-119,628,804（来自 NCBI）
▼ 说明
环核苷酸磷酸二酯酶（PDEs；EC 3.1.4.17）是一个酶超家族，可催化 3-prime、5-prime-环状核苷酸水解成相应的核苷 5-prime-mono磷酸。根据序列、底物特异性、动力学特性和调控特征，PDE 被细分为几个家族。参见 171885。PDE5 家族的成员是 cGMP 结合、cGMP 特异性酶。
▼ 克隆与表达
Loughney等人（1998）通过用牛PDE5 cDNA筛选多个人cDNA文库，孤立出编码人PDE5A的cDNA。预测的 875 个氨基酸的人蛋白与牛 PDE5A 大约有 96% 相同。与牛蛋白一样，人 PDE5A 在其 N 端部分包含一个 cGMP 结合结构域，在其 C 端区域包含一个催化结构域。重组PDE5A蛋白在体外水解cGMP。Northern 印迹分析显示，PDE5A 在各种人体组织中以 7.9-kb mRNA 和含量较低的 6-kb mRNA 表达。Loughney 等人（1998）分离出一种选择性剪接的 PDE5A mRNA，PDE5A2，它编码具有不同 N 末端的蛋白质。
Stacey et al.（1998）和Yanaka et al.（1998）孤立克隆了PDE5A cDNA。
Lin等人（2002）通过海绵体cDNA的RACE-PCR克隆了3个PDE5A变体，PDE5A1、PDE5A2和PDE5A3，它们使用3个交替的第一外显子。剪接变体编码 N 末端不同的蛋白质。与 PDE5A3 相比，最短的蛋白质 PDE5A1 和 PDE5A2 分别具有 52 个和 10 个残基的 N 端延伸。PDE5A1 在其 N 末端附近的一段 18 个氨基酸中含有 13 个谷氨酰胺。半定量 RT-PCR 检测所有检查组织中 PDE5A1 和 PDE5A2 的表达。PDE5A3 在膀胱、尿道、子宫和心脏中检测到最高水平，但在骨骼肌、肺、脑、肾脏和肝脏中检测到很少或没有表达。PDE5A3 在 8 个患者海绵体样本中的 5 个中表达不同，而 PDE5A1 和 PDE5A2 在所有 8 个样本中都有表达。
▼ 基因功能
Jaumann et al.（2012）发现Prkg1（176894）缺失的小鼠具有正常的听力阈值，但它们比野生型小鼠更容易受到噪声引起的听力损失，并且在声损伤后的恢复速度明显低于野生型小鼠。Prkg1在野生型小鼠内耳的感觉细胞和神经元中表达，其表达与Pde5的表达部分重叠。在野生型小鼠和大鼠中，Pde5 的药理学抑制几乎完全阻止了噪声引起的耳蜗损伤，并引起毛细胞和螺旋神经节中 Prkg1 依赖性聚（ADP-核糖）的上调。Jaumann et al.（2012）得出结论，Prkg1的保护作用涉及聚（ADP-核糖）聚合酶的激活（见173870）。
Mullershausen等人（2003）先前在人类血小板中表明，一氧化氮（NO）诱导快速、双相cGMP反应，表明cGMP形成和降解活性受到严格调节。此外，NO/cGMP 信号通路内发生了短期脱敏。Mullershausen等（2003）发现NO对人血小板中PDE5的影响是通过NO诱导的鸟苷酸环化酶（GUCY1A3；GUCY1A3；139396）和伴随的cGMP增加，并且通过cGMP激酶cGKI（PRKG1）磷酸化PDE5而增强。NO 诱导的脱敏是由于 PDE5 依赖性 cGMP 降解时间延长所致。
Gebska等人（2011）利用人内皮细胞和小鼠以及牛内皮细胞和模型，首先将PDE5A与一氧化氮合酶NOS3（163729）共定位于内皮细胞小凹处或附近。用PDE5A抑制剂处理人内皮细胞导致NOS3活性显着增加，而PDE5A的过度表达导致NOS3活性降低和内皮依赖性血管舒张。PDE5A 的过度表达也导致 PRKG1 活性显着降低。PRKG1 的过度表达会快速激活 NOS3，而沉默 PRKG1 会抑制 NOS3 磷酸化和活性。Gebska et al.（2011）得出结论，PDE5A 在调节内皮依赖性血管舒张方面具有直接作用。
▼ 生化特征
Sung等（2003）利用多波长反常色散方法，报道了人PDE5A催化结构域（残基537-860）与西地那非、他达拉非和伐地那非3种药物分子复合的3维晶体结构。
▼ 基因结构
Yanaka et al.（1998）报道PDE5A基因包含21个外显子，跨度超过100 kb。
Lin等人（2002）在PDE5A基因中鉴定出2个额外的外显子，代表按A1-A3-A2顺序排列的3个交替剪接的第一个外显子中的2个。在外显子 A1 上游和外显子 A2 之前的内含子中检测到启动子活性。上游启动子可能指导所有 3 种 PDE5A 同工型的表达，而内含子启动子对 A2 同工型具有特异性。DNase 足迹检测在两个启动子区域检测到功能性 AP2（107580）- 和 SP1（189906）- 结合位点，并且两个启动子区域都通过 cAMP 或 cGMP 浓度的增加而上调。
▼ 测绘
Yanaka等（1998）通过荧光原位杂交将PDE5A基因定位到4q26。Loughney et al.（1998）通过对YACs的分析，将PDE5A基因定位到4q25-q27。
▼ 动物模型
Sebkhi et al.（2003）证明了Sprague-Dawley大鼠正常肺肺动脉和静脉内侧层平滑肌细胞中的Pde5a免疫反应性，在大鼠缺氧诱导的肺动脉高压后定位于远端肌化动脉（参见178400）。Sebkhi et al.（2003）观察到，用PDE5A抑制剂西地那非预处理可显着降低肺动脉压的升高，且呈剂量依赖性（降低60%至90%）。缺氧 14 天后开始服用西地那非，可显着降低肺动脉压力（降低 30%）并部分逆转肺动脉肌化（降低约 40%）。Sebkhi et al.（2003）得出结论，在慢性缺氧之前以及在持续缺氧引起的肺动脉高压期间作为治疗药物时，PDE5A抑制可减弱肺动脉压力的升高和血管重塑。
Takimoto等人（2005）在暴露于慢性心脏压力超负荷的小鼠中证明，用口服PDE5A抑制剂（西地那非）阻断cGMP的内在分解代谢可抑制心室和心肌细胞肥大并改善体内心脏功能。西地那非还逆转了由压力负荷引起的预先形成的肥大，并使心室功能恢复正常。Pde5a 抑制使压力负荷触发的多种肥大信号通路失活（例如钙调神经磷酸酶（见 114105）/NFAT（见 600489）、磷酸肌醇 3 激酶（见 171833）/Akt（见 164730）和 ERK1（601795）/ERK2（ 176948）途径），但不能抑制体外钙调磷酸酶或体内 Akt 过表达诱导的肥大，表明这些途径的上游靶向。
