Phosphodiesterase 3A (PDE3A) is an enzyme that plays an important role in the regulation of cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-mediated intracellular signaling in cardiac myocytes and platelets. PDE3A hydrolyzes cAMP, which results in a decrease in intracellular cAMP levels and leads to platelet activation. Whole-exome sequencing of 50 DNA samples from a healthy Korean population revealed a total of 13 single nucleotide polymorphisms including five missense variants, D12N, Y497C, H504Q, C707R, and A980V. Recombinant proteins for the five variants of PDE3A (and wild-type protein) were expressed in a FreeStyle 293 expression system with site-directed mutagenesis. The expression of the recombinant PDE3A proteins was confirmed with Western blotting. Catalytic activity of the PDE3A missense variants and wild-type enzyme was measured with a PDE-based assay. Effects of the missense variants on the inhibition of PDE3A activity by cilostazol were also investigated. All variant proteins showed reduced activity (33-53%; p < .0001) compared to the wild-type protein. In addition, PDE3A activity was inhibited by cilostazol in a dose-dependent manner and was further suppressed in the missense variants. Specifically, the PDE3A Y497C showed significantly reduced activity, consistent with the predictions of in silico analyses. The present study provides evidence that individuals carrying the PDE3A Y497C variant may have lower enzyme activity for cAMP hydrolysis, which could cause interindividual variation in cAMP-mediated physiological functions.

中文翻译：

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环核苷酸磷酸二酯酶3A ( PDE3A )基因多态性的鉴定及功能研究

磷酸二酯酶 3A (PDE3A) 是一种酶，在调节心肌细胞和血小板中环磷酸腺苷 (cAMP) 介导的细胞内信号传导中起重要作用。PDE3A 水解 cAMP，导致细胞内 cAMP 水平降低并导致血小板活化。对来自健康韩国人群的 50 个 DNA 样本进行的全外显子组测序揭示了总共 13 个单核苷酸多态性，包括五个错义变体 D12N、Y497C、H504Q、C707R 和 A980V。PDE3A 的五种变体（和野生型蛋白）的重组蛋白在具有定点诱变的 FreeStyle 293 表达系统中表达。重组 PDE3A 蛋白的表达通过 Western blotting 得到证实。PDE3A 错义变体和野生型酶的催化活性是用基于 PDE 的测定法测量的。还研究了错义变体对西洛他唑抑制 PDE3A 活性的影响。与野生型蛋白质相比，所有变体蛋白质的活性都降低了 (33-53%；p < .0001)。此外，PDE3A 活性被西洛他唑以剂量依赖性方式抑制，并在错义变体中进一步被抑制。具体而言，PDE3A Y497C 显示出显着降低的活性，这与计算机分析的预测一致。本研究提供的证据表明携带 PDE3A Y497C 变体的个体可能具有较低的 cAMP 水解酶活性，这可能导致 cAMP 介导的生理功能存在个体差异。还研究了错义变体对西洛他唑抑制 PDE3A 活性的影响。与野生型蛋白质相比，所有变体蛋白质的活性都降低了 (33-53%；p < .0001)。此外，PDE3A 活性被西洛他唑以剂量依赖性方式抑制，并在错义变体中进一步被抑制。具体而言，PDE3A Y497C 显示出显着降低的活性，这与计算机分析的预测一致。本研究提供的证据表明携带 PDE3A Y497C 变体的个体可能具有较低的 cAMP 水解酶活性，这可能导致 cAMP 介导的生理功能存在个体差异。还研究了错义变体对西洛他唑抑制 PDE3A 活性的影响。与野生型蛋白质相比，所有变体蛋白质的活性都降低了 (33-53%；p < .0001)。此外，PDE3A 活性被西洛他唑以剂量依赖性方式抑制，并在错义变体中进一步被抑制。具体而言，PDE3A Y497C 显示出显着降低的活性，这与计算机分析的预测一致。本研究提供的证据表明携带 PDE3A Y497C 变体的个体可能具有较低的 cAMP 水解酶活性，这可能导致 cAMP 介导的生理功能存在个体差异。此外，PDE3A 活性被西洛他唑以剂量依赖性方式抑制，并在错义变体中进一步被抑制。具体而言，PDE3A Y497C 显示出显着降低的活性，这与计算机分析的预测一致。本研究提供的证据表明携带 PDE3A Y497C 变体的个体可能具有较低的 cAMP 水解酶活性，这可能导致 cAMP 介导的生理功能存在个体差异。此外，PDE3A 活性被西洛他唑以剂量依赖性方式抑制，并在错义变体中进一步被抑制。具体而言，PDE3A Y497C 显示出显着降低的活性，这与计算机分析的预测一致。本研究提供的证据表明携带 PDE3A Y497C 变体的个体可能具有较低的 cAMP 水解酶活性，这可能导致 cAMP 介导的生理功能存在个体差异。