cGMP

在哺乳動物組織和體液中，有第二種嘌呤核苷環一磷酸即cGMP的存在，它是在證實cAMP有重要調節作用，幾年後被證明了的。曾經有人認為cGMP也可能作為第二信使，特別是作為其效應與以cAMP為媒介的激素相對抗的那些激素的信使。Goldberg等，(1975) 建議cAMP與cGMP的作用通常可能是協同作用，但在“雙向”生物體系中則呈現相反的調節影響。現已證明很多種激素和其他的操縱物影響許多組織中cOMP的含量，而且還發現了cGMP的改變是與同時發生的cAMP的改變相反這一般規律不同的例外情況。關於cGMP的代謝意義和作用方式的資料主要是按尋求與cAMP類似之處而得到的，雖然這種探討方式的侷限性已經言人強調(Goldberg和HaddOX，1977)。 組織中cGMP的含量往往低於cAMP的含量，而且由於激素所產生的含量變化常常很小並且是瞬間的，但由於高度敏感和特異的放射免疫測定法的發展，使cGMP測定中最初所遇到的方法學上的困難得以克服 ^[2]  。

鳥苷酸環化酶（guanylate cyclase, GC）可將三磷酸鳥苷（guanosine triphosphate, GTP）催化為cGMP。其中，與膜受體結合的鳥苷酸環化酶和可以在膜受體與肽類激素（如心房鈉尿肽）結合後被激活。而胞質中的遊離鳥苷酸環化酶可被NO激活進而合成cGMP。

動物細胞中還存在另一類與cAMP起拮抗作用的信使，稱環磷酸鳥苷酸(cGMP)，由鳥苷酸環化酶(GC)分解GTP產生，但其含量還不到cAMP的1/10。GC多為膜中可溶性蛋白，與受體分開存在。

已知細胞中的cGMP和cAMP濃度和作用相對抗，如當胞內cAMP水平升高時，糖原分解成葡萄糖；而cGMP升高則促葡萄糖合成糖原。cAMP升高，促細胞基因表達合成特異蛋白質，使細胞分化；cGMP升高則加快DNA複製，細胞分裂增殖。但細胞中cGMP的信號機制仍知之甚少。僅知eGMP能活化胞內蚤白激酶G(G一激酶)，磷酸化相應的靶蛋白，引起細胞效應。

在cGMP信號途徑中研究較多的是脊椎動物視杆細胞的光感效應。在暗處，細胞內cGMP合成增加，cGMP水平升高，cGMP直接與視杆細胞膜上Na+通道結合，使Na⁺通道開放，Na+入胞，使膜去極化，產生光感效應。在亮處，光子與視杆細胞膜的視紫紅質(rhodapsin，Rh)，即光受體結合，Rh被活化，構象改變，偶聯並活化光的轉導蛋白(trans—ducin，Gt)，Gt蛋白的a亞單位(Gtα)被活化，改變結合GDP為GTP，構象改變，與βγ脱離，Gtα活化依賴cGMP一磷酸二酯酶(cGMP—PDE)，水解cGMP，使cGMP水平下降，Na⁺通道關閉，細胞超極化，光信號轉變成電信號，這就是視杆細胞對光敏感的原因 ^[3]  。

鳥苷酸環化酶通常參與細胞膜離子通道的開啓、糖原分解、細胞凋亡以及舒張平滑肌。血管平滑肌的舒張可以使血管擴張進而增加血流量。

和大多數環化核苷酸一樣，環磷酸鳥苷可以被磷酸二酯酶（phosphodiesterases, PDE）水解為5'-磷酸鳥苷。

環磷酸鳥苷（cyclic GMP，cGMP）為廣泛存在於動物細胞的胞內信使（第二信使），其他重要的第二信使還包括：cAMP（環磷酸腺苷）、二脂酰甘油（DAG）、三磷酸肌醇（IP3）和鈣離子等。cGMP是由鳥苷酸環化酶（GC）催化並水解GTP（三磷酸鳥苷）後形成的。cGMP可被細胞中的磷酸二酯酶（PDE）水解，因此細胞中cGMP的含量高低受GC與PDE的雙重調節。