Cyklický adenosinmonofosfát

Cyklický adenosinmonofosfát ( cyklický AMP , 3'5'-cAMP , 3'5'-cAMP ) je organická sloučenina odvozená od ATP , která v těle funguje jako druhý posel , používaný pro intracelulární šíření signálů určitých hormonů ( např. například glukagon nebo adrenalin ), které nemohou projít buněčnou membránou .

metabolismus cAMP

3'5'-cAMP je syntetizován adenylátcyklázou v reakci na určité hormonální stimulanty; působí jako druhý posel v buněčné hormonální kontrole stimulací proteinkináz . cAMP je alosterický efektor proteinkináz A a iontových kanálů. Syntetizovaný cAMP membránovými adenylátcyklázami (rodina enzymů, které katalyzují reakci cyklizace ATP za vzniku cAMP a anorganického pyrofosfátu ). Rozklad cAMP na AMP je katalyzován fosfodiesterázami . cAMP je inhibován pouze při vysokých koncentracích methylovaných xanthinových derivátů , jako je kofein. Adenylátcyklázy jsou aktivovány G-proteiny (jejichž aktivita zase závisí na metabotropních receptorech spojených s G-proteiny).

Proteinkináza A

Ve svém neaktivním stavu je proteinkináza A tetramer , ve kterém jsou dvě K (katalytické) podjednotky samoinhibovány regulačními (R) podjednotkami. Když se cAMP naváže, podjednotky R disociují z komplexu a podjednotky K se aktivují. Aktivovaná proteinkináza A fosforyluje serinové a threoninové zbytky ve více než 100 různých proteinech, včetně mnoha enzymů.

cAMP jako druhý posel při přenosu signálu

cAMP plní funkce sekundárního intracelulárního posla v působení primárních mediátorů (látky s krátkou biodegradační periodou) – např. řady hormonů a neurotransmiterů. cAMP zprostředkovává biologickou funkci hormonů aktivací (inaktivací) buněčných proteinkináz (fosfatáz). Proteinkinázy zase fosforylují efektorové proteiny a mění (zvyšují nebo snižují) jejich aktivitu.

S aktivací adenylátcyklázy , která katalyzuje tvorbu cAMP z ATP, nebo blokováním fosfodiesterázy , která tento cAMP degraduje, se koncentrace cAMP v buňce zvyšuje. Obsah cAMP v buňce je tedy určen poměrem aktivit těchto dvou enzymů. Spojení mezi hormonem nebo jiným chemickým signálem (první mediátor) a cAMP (druhý mediátor) je realizováno komplexem adenylátcyklázy, který zahrnuje receptor naladěný na specifický hormon (nebo jinou biologicky aktivní látku) umístěný na vnějším povrchu. straně buněčné membrány a adenylátcyklázy umístěné na vnitřní straně membrány. Hormon v interakci s receptorem aktivuje adenylátcyklázu, která tvoří cAMP z ATP.

Koncentrace cAMP vytvořeného v buňce převyšuje koncentraci hormonu působícího na buňku 100krát. Mechanismus účinku cAMP ve zvířecích a lidských tkáních je založen na jeho interakci s proteinkinázami, například proteinkinázou A. Vazba cAMP na regulační podjednotku proteinkinázy vede k disociaci enzymu a aktivaci jeho katalytická podjednotka, která je zbavena regulační podjednotky a je schopna fosforylovat určité proteiny (včetně enzymů). Změnou vlastností těchto makromolekul fosforylací se mění i odpovídající funkce buněk. cAMP hraje určitou roli v buněčné morfologii, motilitě, pigmentaci, hematopoéze, buněčné imunitě, virové infekci atd.

Role cAMP v bakteriálních buňkách

U bakterií se hladina cAMP liší v závislosti na kultivačním médiu. Zejména hladiny cAMP jsou nízké, když se jako zdroj uhlíku použije glukóza. To je regulováno inhibicí enzymu tvořícího cAMP, adenylátcyklázy, jako vedlejšího produktu transportu glukózy do buňky. Transkripční faktor CRP (cAMP receptorový protein), také nazývaný CAP (aktivační protein genů katabolismu) tvoří komplex s cAMP a je tak možné se vázat na DNA. Komplex CRP-cAMP zvyšuje expresi velkého počtu genů, včetně několika enzymů odpovědných za ukládání energie nezávisle na glukóze.

cAMP se například podílí na upregulaci lac operonu. V prostředí s nízkým obsahem glukózy se cAMP hromadí a váže na alosterické místo regulátoru transkripce CRP. Tento protein vstupuje do své aktivní formy a váže se na specifické místo nalevo od lac promotoru, což usnadňuje přistání RNA polymerázy na sousedním promotoru pro zahájení transkripce z lac operonu, čímž se zvyšuje rychlost transkripce lac operonu. Při vysokých koncentracích glukózy koncentrace cAMP klesají a CRP disociuje z lac operonu.

Viz také

• Cyklický guanosinmonofosfát
• Proteinkináza A

Literatura

• Alberts B., Bray D., Lewis J. et al. Molekulární biologie buňky: ve 3 svazcích. — M.: Mir, 1994. — 1558 s. — ISBN 5-03-001986-3 .

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká dánština Velká Katalánština Britannica (online) Universalis