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Allosteric regulatory step and configuration of the ATP-binding pocket in atrial natriuretic factor receptor guanylate cyclase transduction mechanism

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The atrial natriuretic factor (ANF) signal transduction mechanism consists of the transformation of the signal information into the production of cyclic GMP. The binding of ANF to its receptor, which is also a guanylate cyclase, generates the signal. This cyclase has been termed atrial natriuretic factor receptor guanylate cyclase, ANF-RGC. ANF-RGC is a single transmembrane-spanning protein. The ANF receptor domain resides in the extracellular region of the protein, and the catalytic domain is located in the intracellular region at the C-terminus of the protein. Thus, the signal is relayed progressively from the receptor domain to the catalytic domain, where it is converted into the formation of cyclic GMP. The first transduction step is the direct binding of ATP with ANF-RGC. This causes allosteric regulation of the enzyme and primes it for the activation of its catalytic moiety. The partial structural motif of the ATP binding domain in ANF-RGC has been elucidated, and it has been named ATP regulatory module (ARM). In this presentation, we provide a brief review of the ATP-regulated transduction mechanism and the ARM model. The model depicts a configuration of the ATP-binding pocket that has been experimentally validated, and the model shows that the ATP-dependent transduction process is a two- (or more) step event. The first step involves the binding of ATP with its ARM. This partially activates the cyclase and prepares it for the subsequent steps, which are consistent with its being phosphorylated and attaining the fully activated state.Key words: ANF, ANF-receptor guanylate cyclase (ANF-RGC), ATP, ATP-regulatory module (ARM).

Le mécanisme de transduction du signal du FNA consiste à convertir l'information du signal en GMP cyclique. La fixation du FNA à son récepteur, qui est aussi une guanylate cyclase, produit le signal. Cette cyclase a été appelée guanylate cyclase récepteur du facteur natriurétique auriculaire, GCR-FNA. La GCR-FNA est une seule protéine transmembranaire. Le domaine récepteur du FNA se situe dans le région extracellulaire de la protéine et le domaine catalytique, dans la région intracellulaire à son extrémité C-terminale. Ainsi, le signal est transmis progressivement du domaine récepteur au domaine catalytique où il est converti en GMP cyclique. La première étape de transduction est la fixation directe de l'ATP à la GCR-FNA. Cette étape conduit à la régulation allostérique de l'enzyme et la stimule pour activer son fragment catalytique. Le motif structural partiel du domaine de fixation de l'ATP dans la GCR-FNA a été élucidé et nommé module régulateur de l'ATP (MRA). Dans cette présentation, on a fait une brève synthèse du mécanisme de transduction régulé par l'ATP ainsi que d'un modèle de MRA. Le modèle illustre la configuration de la poche de fixation de l'ATP, la configuration est validée expérimentalement, et montre que le processus de transduction dépendant de l'ATP s'effectue en deux étapes (ou plus). La première étape comporte la fixation de l'ATP à son MRA, ce qui active partiellement la cyclase et la prépare pour les étapes suivantes au cours desquelles elle sera phosphorylée, puis totalement activée.Mots clés : FNA, guanylate cyclase récepteur du FNA (GCR-FNA), ATP, module régulateur de l'ATP (MRA).[Traduit par la Rédaction]
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Keywords: ANF; ANF-receptor guanylate cyclase (ANF-RGC); ATP; ATP-regulatory module (ARM); FNA; guanylate cyclase récepteur du FNA (GCR-FNA); module régulateur de l'ATP (MRA)

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2001

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