磷酸二酯酶(Phosphodiesterase,PDEs)是一类可水解细胞内第二信使环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)的酶类,参与多种信号传递和生理活动。由21个基因编码的PDEs根据其对抑制剂敏感性和氨基酸序列的不同被分为11个家族(PDE1~11)。PDE家族基因的多样性和复杂的表达方式提示不同亚型可能具有不同的病理和生理机制。这类酶在炎症、哮喘、抑郁等多种疾病的病理过程中发挥重要作用,是治疗复杂疾病的重要靶点之一。因此,发现包括合成类和天然来源的PDEs抑制剂先导化合物至关重要。
功能作用磷酸二酯酶的主要功能是水解细胞内的第二信使cAMP或cGMP,从而终止这些信号分子所引发的生化反应。cAMP和cGMP在调节细胞活动方面起着重要作用,其浓度主要通过腺苷酸环化酶的合成与磷酸二酯酶(PDEs)的水解作用之间的平衡来调控。作为第二信使,cAMP和cGMP广泛影响各种靶器官,如不同的PDE家族成员。在外来的信号激活核苷酸环化酶后产生cAMP和cGMP,随后由PDEs家族将其水解失活为5-单磷酸核苷(AMP)。这种合成与水解之间的平衡决定了第二信使cAMP和cGMP的浓度。
用途磷酸二酯酶I已成为药物开发中的重要作用靶点,在心血管、生殖、抗炎及免疫等多个领域均有涉及。