Nitric oxide and cyclic guanosine monophosphate signaling in the eye ab

This brief review describes the components and pathways utilized in nitric oxide (NO) and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) signaling. Since the discovery of the effects of NO and cGMP on smooth muscle relaxation about 30 years ago, the field has expanded in many directions such that many, but not all, biochemical and biological effects seem to be regulated by these unique signaling molecules.While many of the effects of NO are due to activation of soluble guanylyl cyclase (sGC) that can be considered the receptor for NO, cGMP, in turn, can activate a cGMP-dependent protein kinase (PKG) to phosphorylate an array of proteins. Some of the effects of cGMP can be independent of PKG and are due to effects on ion channels or cyclic nucleotide phosphodiesterases. Also, some of the effects of NO can be independent of sGC activation. The isoenzymes and macromolecules that participate in these signaling pathways can serve as molecular targets to identify compounds that increase or decrease their activation and thus serve as chemical leads for discovering novel drugs for a variety of diseases. Some examples are given. However, with about 90,000 publications in the field since our first reports in 1977, this brief review can only give the readers a sample of the excitement and opportunities we have found in this cell signaling system.

RésuméCette brève revue décrit les composantes et cheminements utilisés dans le signalement de ’oxyde nitrique (ON) et la guanosine monophosphate cyclique (cGMP). Depuis la découverte des effets de ’ON et de la cGMP sur le relâchement du muscle lisse il y a une trentaine d’années, le champ s’est étendu dans tellement de directions que plusieurs des effets biochimiques et biologiques, mais pas tous, semblent être régulés uniquement par ces molécules de signalement. Alors que plusieurs des effets de ’ON sont dus à ’activation de la guanylyl cyclase soluble (sGC) qui peut être considérée comme étant un récepteur de ’ON, la cGMP, à son tour, peut activer une protéine kinase (PKG) dépendante de la cGMP pour phosphoryler un jeu de protéines. Certains des effets de la cGMP, qui peuvent être indépendants de la PKG, sont attribuables aux effets des phosphodiestérases des canaux ioniques ou des nucléotides cycliques. Certains des effets de ’ON peuvent aussi être indépendants de ’activation du sGC. Les isoenzymes et les macromolécules qui participent à ces modes de signalement peuvent aussi servir de cibles moléculaires pour identifier les composés qui accroissent ou réduisent leur activation, servant ainsi de leaders chimiques pour découvrir de nouveaux médicaments pour diverses maladies. On en donne quelques exemples. Toutefois, avec quelque 90,000 publications dans le domaine depuis les premiers comptes rendus de 1977, cette brève revue ne peut qu’inciter vivement le lecteur à approfondir les possibilités qu’offre ce système de signalement cellulaire.