{{위키데이터 속성 추적}}
[[파일:CGMP.svg|섬네일|[[고리형 구아노신 일인산|cGMP]]의 구조]]
[[파일:CAMP.svg|섬네일|[[고리형 아데노신 일인산|cAMP]]의 구조]]
'''포스포다이에스터레이스'''({{llang|en|phosphodiesterase}}, '''PDE''')는 [[포스포다이에스터 결합]]을 분해하는 [[화학 반응|반응]]을 [[촉매]]하는 [[효소]]이다. '''포스포다이에스터가수분해효소'''라고도 한다. 일반적으로 포스포다이에스터레이스는 [[고리형 뉴클레오타이드]] 포스포다이에스터레이스를 말하며, 임상적으로 중요한 의미를 가지고 있다. 그러나 고리형 뉴클레오타이드 포스포다이에스터레이스 외에도 [[인지질가수분해효소 C]], [[인지질가수분해효소 D]], [[오토택신]], [[스핑고미엘린 포스포다이에스터레이스]], [[DNase]], [[RNase]] 및 제한 엔도뉴클레이스(모두 [[DNA]] 또는 [[RNA]]의 포스포다이에스터 골격을 파괴함)를 비롯한 많은 다른 포스포다이에스터레이스의 부류들과 특성이 잘 알려지지 않은 저분자 포스포다이에스터레이스들이 다수 존재한다.

[[고리형 뉴클레오타이드 포스포다이에스터레이스]]는 [[2차 전령]] 분자인 [[고리형 아데노신 일인산|cAMP]] 및 [[고리형 구아노신 일인산|cGMP]]에서 [[포스포다이에스터 결합]]을 분해하는 [[효소]] 부류들을 포함한다. 이들은 [[세포]] 내 도메인 내에서 고리형 뉴클레오타이드 [[신호 전달]]의 위치, 기간, 진폭을 조절한다. 따라서 포스포다이에스터레이스는 이러한 2차 전령 분자에 의해 매개되는 신호전달의 중요한 조절인자이다.

== 역사 ==
1970년대 초에 [[벤자민 바이스|바이스]]와 그 동료들이 폴리아크릴아마이드 겔 전기영동을 사용하여 쥐의 뇌에서 포스포다이에스터레이스의 여러 형태(동질형 또는 아형)을 분리했으며,<ref>{{저널 인용| vauthors = Uzunov P, Weiss B | title = Separation of multiple molecular forms of cyclic adenosine-3',5'-monophosphate phosphodiesterase in rat cerebellum by polyacrylamide gel electrophoresis | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 284 | issue = 1 | pages = 220–6 | date = September 1972 | pmid = 4342220 | doi = 10.1016/0005-2744(72)90060-5 }}</ref><ref>{{저널 인용| vauthors = Strada SJ, Uzunov P, Weiss B | title = Ontogenetic development of a phosphodiesterase activator and the multiple forms of cyclic AMP phosphodiesterase of rat brain | journal = Journal of Neurochemistry | volume = 23 | issue = 6 | pages = 1097–103 | date = December 1974 | pmid = 4375704 | doi = 10.1111/j.1471-4159.1974.tb12204.x | s2cid = 46018589 }}</ref> 이어서 뇌와 다른 조직에서 다양한 약물에 의해 선택적으로 저해되는 것을 보여주었다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Weiss B | title = Differential activation and inhibition of the multiple forms of cyclic nucleotide phosphodiesterase | journal = Advances in Cyclic Nucleotide Research | volume = 5 | pages = 195–211 | year = 1975 | pmid = 165666 }}</ref><ref>{{저널 인용 | vauthors = Fertel R, Weiss B | title = Properties and drug responsiveness of cyclic nucleotide phosphodiesterases of rat lung | journal = Molecular Pharmacology | volume = 12 | issue = 4 | pages = 678–87 | date = July 1976 | pmid = 183099 | url = http://molpharm.aspetjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=183099 | access-date = 2021-12-02 | archive-date = 2020-04-16 | archive-url = https://web.archive.org/web/20200416045414/http://molpharm.aspetjournals.org/content/12/4/678.long | url-status =  }}</ref>

선택적 [[포스포다이에스터레이스 저해제]]가 치료제로 사용될 수 있는 가능성은 1970년대에 예측되었다.<ref name=Weiss>{{저널 인용| vauthors = Weiss B, Hait WN | title = Selective cyclic nucleotide phosphodiesterase inhibitors as potential therapeutic agents | journal = Annual Review of Pharmacology and Toxicology | volume = 17 | pages = 441–77 | year = 1977 | pmid = 17360 | doi = 10.1146/annurev.pa.17.040177.002301 }}</ref> 이러한 예측은 이제 다양한 분야(예: [[포스포다이에스터레이스 5 저해제]]로서 [[실데나필]] 및 [[포스포다이에스터레이스 4 저해제]]로서 [[롤리프람]])에서 실현되었다.

== 명명법 및 분류 ==
포스포다이에스터레이스(PDE) 명명법은 아라비아 숫자로 PDE 패밀리를 나타내고, 대문자는 해당 패밀리의 유전자를 나타내며, 두 번째이자 마지막 아라비아 숫자는 단일 유전자에서 파생된 스플라이싱 변이형(예: PDE1C3: 1은 패밀리, C는 유전자 3은 스플라이싱 변이형)을 나타낸다..<ref>{{저널 인용| vauthors = Conti M | title = Phosphodiesterases and cyclic nucleotide signaling in endocrine cells | journal = Molecular Endocrinology | volume = 14 | issue = 9 | pages = 1317–27 | date = September 2000 | pmid = 10976911 | doi = 10.1210/mend.14.9.0534 | doi-access = free }}</ref>

포스포다이에스터레이스의 슈퍼패밀리는 [[포유동물]]에서 11개의 패밀리(PDE1~PDE11)로 분류된다.<ref>{{저널 인용|last1=Conti |first1=M. |last2=Beavo |first2=J. |title=Biochemistry and physiology of cyclic nucleotide phosphodiesterases: essential components in cyclic nucleotide signaling |journal=Annual Review of Biochemistry |date=2007 |volume=76 |pages=481–511 |doi=10.1146/annurev.biochem.76.060305.150444|pmid=17376027 }}</ref> 분류는 다음의 사항들을 기반으로 한다.
[[파일:pde families.png|섬네일|효소군에 따른 포스포다이에스터레이스에 대한 기질 특이성. "BOTH"는 cAMP와 cGMP를 둘 다 가수분해한다는 의미이다.]]
* [[아미노산]] 서열
* [[기질 특이성]]
* 조절 특성
* 약리학적 특성
* 조직 분포

동일한 패밀리의 다른 포스포다이에스터레이스는 아미노산 서열에서 상당한 차이를 보일 수 있다는 사실에도 불구하고 기능적으로 관련되어 있다.<ref name="Iffland_2005">{{저널 인용| vauthors = Iffland A, Kohls D, Low S, Luan J, Zhang Y, Kothe M, Cao Q, Kamath AV, Ding YH, Ellenberger T | title = Structural determinants for inhibitor specificity and selectivity in PDE2A using the wheat germ in vitro translation system | journal = Biochemistry | volume = 44 | issue = 23 | pages = 8312–25 | date = June 2005 | pmid = 15938621 | doi = 10.1021/bi047313h }}</ref> 포스포다이에스터레이스 간에는 서로 다른 [[기질 특이성]]을 가지고 있다. 일부는 cAMP-선택적 가수분해효소(PDE4, PDE7, PDE8)이며, 다른 것들은 cGMP-선택적 가수분해효소(PDE5, PDE6, PDE9)이다. 나머지들은 cAMP-선택적 가수분해효소이면서 cGMP-선택적 가수분해효소(PDE1, PDE2, PDE3, PDE10, PDE11)이다. [[포스포다이에스터레이스 3|PDE3]]은 때때로 cGMP-억제 포스포다이에스터레이스로 불린다. [[포스포다이에스터레이스 2|PDE2]]가 두 가지 형태의 고리형 뉴클레오타이드를 [[가수분해]]할 수 있지만 조절 GAF-B 도메인에 대한 cGMP의 결합은 cAMP의 친화도를 증가시키고 cGMP를 손상시키는 가수분해를 증가시킬 것이다. 이 메커니즘과 다른 메커니즘은 cAMP 및 cGMP 경로의 교차 조절을 허용한다. PDE12는 5'-트라이포스포릴화 올리고아데닐산의 아데노신을 연결하는 결합인 2',5'-포스포다이에스터 결합을 절단한다.<ref>{{저널 인용|vauthors=Wood ER, Bledsoe R, Chai J, Daka P, Deng H, Ding Y, Harris-Gurley S, Kryn LH, Nartey E, Nichols J, Nolte RT, Prabhu N, Rise C, Sheahan T, Shotwell JB, Smith D, Tai V, Taylor JD, Tomberlin G, Wang L, Wisely B, You S, Xia B, Dickson H | title =The Role of Phosphodiesterase 12 (PDE12) as a Negative Regulator of the Innate Immune Response and the Discovery of Antiviral Inhibitors | journal = The Journal of Biological Chemistry| volume = 290 | issue = 32 | pages = 19681–96 | date = August 2015 | pmid = 26055709 | doi = 10.1074/jbc.M115.653113 | pmc =4528132 | doi-access = free }}</ref><ref>[http://www.phosphosite.org/proteinAction.do?id=6985&showAllSites=true] phosphosite.org</ref> PDE12는 PDE1에서 PDE11까지를 아우르는 고리형 뉴클레오타이드 포스포다이에스터레이스 슈퍼패밀리의 구성원이 아니다.

== 임상적 중요성 ==
포스포다이에스터레이스는 정상 림프구 및 백혈병 림프구를 비롯한 다양한 유형의 세포에서 다른 것으로 나타났으며,<ref>Weiss,B. and Winchurch, R.A.: Analyses of cyclic nucleotide phosphodiesterases in lymphocytes from normal and aged leukemic mice. Cancer Res. 38:1274-1280, 1978  http://cancerres.aacrjournals.org/content/canres/38/5/1274.full.pdf</ref> 독특한 조직 분포, 구조적 특성 및 기능적 특성으로 인해 보통 약리학적 저해를 위한 표적이 된다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Jeon YH, Heo YS, Kim CM, Hyun YL, Lee TG, Ro S, Cho JM | title = Phosphodiesterase: overview of protein structures, potential therapeutic applications and recent progress in drug development | journal = Cellular and Molecular Life Sciences | volume = 62 | issue = 11 | pages = 1198–220 | date = June 2005 | pmid = 15798894 | doi = 10.1007/s00018-005-4533-5 | s2cid = 9806864 }}</ref>

[[포스포다이에스터레이스 저해제]]는 포스포다이에스터레이스에 의한 분해를 저해함으로써 [[고리형 아데노신 일인산|cAMP]] 또는 [[고리형 구아노신 일인산|cGMP]]에 의해 매개되는 생리 과정에 대한 효과를 지속하거나 향상시킬 수 있다.<ref>{{서적 인용|last1= Rang|first1= HP|last2= Ritter|first2= JM|last3= Flower|first3= RJ|last4= Henderson|first4= G|date= 2016|title= Rang & Dale's Pharmacology|edition= 8th|publisher= Churchill Livingstone|page= 349|isbn= 978-0-7020-5362-7}}</ref>

[[실데나필]](비아그라)은 [[해면체]]에서 cGMP의 [[혈관 확장]] 효과를 향상시키는 [[cGMP-특이적 포스포다이에스터레이스 5형]]의 저해제이며 [[발기 부전]] 치료에 사용된다. 실데나필은 또한 현재 근육 및 심장 보호에 효과가 있는지에 대해 조사 중이며, 특히 [[뒤센 근이영양증]]<ref>{{저널 인용| vauthors = Khairallah M, Khairallah RJ, Young ME, Allen BG, Gillis MA, Danialou G, Deschepper CF, Petrof BJ, Des Rosiers C | title = Sildenafil and cardiomyocyte-specific cGMP signaling prevent cardiomyopathic changes associated with dystrophin deficiency | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 105 | issue = 19 | pages = 7028–33 | date = May 2008 | pmid = 18474859 | pmc = 2383977 | doi = 10.1073/pnas.0710595105 | bibcode = 2008PNAS..105.7028K | doi-access = free }}</ref> 및 [[전립선 비대증]]<ref>{{저널 인용| vauthors = Wang C | title = Phosphodiesterase-5 inhibitors and benign prostatic hyperplasia | journal = Current Opinion in Urology | volume = 20 | issue = 1 | pages = 49–54 | date = January 2010 | pmid = 19887943 | doi = 10.1097/MOU.0b013e328333ac68 | s2cid = 205840859 }}</ref> 치료에 대한 화합물의 치료적 가치에 관심이 있다.

[[카페인]]의 주요 대사 산물인 [[파라잔틴]]은 cGMP를 선호하는 포스포다이에스터레이스인 PDE9를 저해하는 또 다른 cGMP-특이적 포스포다이에스터레이스 저해제이다.<ref>{{저널 인용|last1=Orrú|first1=Marco|last2=Guitart|first2=Xavier|last3=Karcz-Kubicha|first3=Marzena|last4=Solinas|first4=Marcello|last5=Justinova|first5=Zuzana|last6=Barodia|first6=Sandeep Kumar|last7=Zanoveli|first7=Janaina|last8=Cortes|first8=Antoni|last9=Lluis|first9=Carme|last10=Casado|first10=Vicent|last11=Moeller|first11=F. Gerard|date=April 2013|title=Psychostimulant pharmacological profile of paraxanthine, the main metabolite of caffeine in humans|journal=Neuropharmacology|volume=67C|pages=476–484|doi=10.1016/j.neuropharm.2012.11.029|issn=0028-3908|pmc=3562388|pmid=23261866}}</ref> PDE9는 해면체에서 PDE5만큼 높게 발현된다.<ref>{{저널 인용|last1=da Silva|first1=F H|last2=Pereira|first2=M N|last3=Franco-Penteado|first3=C F|last4=De Nucci|first4=G|last5=Antunes|first5=E|last6=Claudino|first6=M A|date=March 2013|title=Phosphodiesterase-9 (PDE9) inhibition with BAY 73-6691 increases corpus cavernosum relaxations mediated by nitric oxide–cyclic GMP pathway in mice|journal=International Journal of Impotence Research|volume=25|issue=2|pages=69–73|doi=10.1038/ijir.2012.35|pmid=23034509|issn=0955-9930|doi-access=free}}</ref>

=== 포스포다이에스터레이스의 약리학적 효과 ===
포스포다이에스터레이스 저해제는 폐동맥 [[고혈압]], [[관상동맥 심장 질환]], [[치매]], [[우울증]], [[천식]], [[만성 폐쇄성 폐질환]], [[원생동물 감염]]([[말라리아]] 포함) 및 [[정신분열증]]과 같은 분야에서 새로운 잠재적 치료제로 확인되었다.

포스포다이에스터레이스는 [[발작]] 발생에 중요하다. 예를 들어 포스포다이에스터레이스는 아데노신의 항간질 활성을 감소시킨다. 또한 펜틸렌테트라졸 유도 발작에서 포스포다이에스터레이스 저해제(펜톡시필린)을 사용하면 발작 발생까지의 잠복기를 증가시키고 생체 내 발작 지속 시간을 감소시켜 항간질 효과를 나타낸다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Hosseini-Zare MS, Salehi F, Seyedi SY, Azami K, Ghadiri T, Mobasseri M, Gholizadeh S, Beyer C, Sharifzadeh M | title = Effects of pentoxifylline and H-89 on epileptogenic activity of bucladesine in pentylenetetrazol-treated mice | journal = European Journal of Pharmacology | volume = 670 | issue = 2–3 | pages = 464–70 | date = November 2011 | pmid = 21946102 | doi = 10.1016/j.ejphar.2011.09.026 }}</ref>

[[실로스타졸]](플레탈)은 [[포스포다이에스터레이스 3]](PDE3)를 저해한다. 이러한 저해는 [[적혈구]]가 더 잘 구부러질 수 있도록 한다. 이것은 세포가 수축된 정맥과 동맥을 보다 더 쉽게 이동할 수 있도록 하기 때문에 [[간헐성파행증]]과 같은 조건에서 유용하다.

[[다이피리다몰]]은 포스포다이에스터레이스 3와 포스포다이에스터레이스 5를 저해한다. 이것은 cAMP 또는 cGMP의 혈소판 내 축적으로 이어져 혈소판의 응집을 저해한다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Gresele P, Momi S, Falcinelli E | title = Anti-platelet therapy: phosphodiesterase inhibitors | journal = British Journal of Clinical Pharmacology | volume = 72 | issue = 4 | pages = 634–46 | date = October 2011 | pmid = 21649691 | pmc = 3195739 | doi = 10.1111/j.1365-2125.2011.04034.x }}</ref>

[[자프리나스트]]는 35 μM의 [[유효 용량 (약리학)|ED<sub>50</sub>]] 값으로 시험관 내 무성 혈액기 말라리아 기생충(''Plasmodium falciparum'')의 생장을 억제하고, 3.8 μM의 IC<sub>50</sub> 값으로 말라리아 기생충 cGMP-특이적 포스포다이에스터레이스인 PfPDE1을 저해한다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Yuasa K, Mi-Ichi F, Kobayashi T, Yamanouchi M, Kotera J, Kita K, Omori K | title = PfPDE1, a novel cGMP-specific phosphodiesterase from the human malaria parasite Plasmodium falciparum | journal = The Biochemical Journal | volume = 392 | issue = Pt 1 | pages = 221–9 | date = November 2005 | pmid = 16038615 | pmc = 1317681 | doi = 10.1042/BJ20050425 }}</ref>

[[카페인]]과 [[테오브로민]]과 같은 [[잔틴]]은 [[고리형 아데노신 일인산|cAMP]]-포스포다이에스터레이스 저해제이다. 그러나 포스포다이에스터레이스에 대한 잔틴의 저해 효과는 사람들이 일반적으로 섭취하는 것보다 더 높은 용량에서만 나타난다.

[[실데나필]], [[타달라필]] 및 [[바데나필]]은 포스포다이에스터레이스 5 저해제이며 [[발기 부전]] 치료에 널리 사용된다.

== 같이 보기 ==
* [[가수분해효소]]
* [[에스터레이스]]
* [[포스포다이에스터 결합]]

== 각주 ==
{{각주|2}}

== 외부 링크 ==
* {{MeshName|Phosphoric+Diester+Hydrolases}}

{{효소}}
{{에스터레이스}}

[[분류:EC 3.1.4]]
[[분류:신호 전달]]