Cyklisk AMP -struktur och funktioner

han Cyklisk förstärkare antingen Adenosin 3 ', 5'-monofosfat Det är en cyklisk nukleotid som fungerar som en sekundär budbärare och som är en del av de grundläggande elementen i biokemisk kontroll och intracellulär kommunikation i många levande organismer.

Dess existens demonstrerades för nästan 70 år sedan av Sutherland och Rall (1958), som beskrev fenomenet ackumulering av denna nukleotid i leverceller till följd av epinefrinadministrationen (adrenalin).

Kemisk struktur för den cykliska AMP (källa: Wesalius [allmän domän] via Wikimedia Commons)

Sedan upptäckten har den cykliska förstärkaren associerats hos däggdjur med verkan av många hormoner, med endokrin och exokrin utsöndring, med frisättning av neurotransmittorer i synapser och neuromuskulära fackföreningar, bland många andra funktioner.

Syntesen katalyseras av tre familjer av protein associerade med plasmamembranet känt som adenylciciclasas eller adenylatcyklasaser, som kan producera den cykliska föreningen från ATP och frigöra pyrofosfat inuti cellen.

Dess nedbrytning, å andra sidan, medieras av enzymer från familjen Phosfodiesterae, som är lösliga proteiner som mestadels finns i cytosolen.

Dessa enzymer, och därför den cykliska AMP, finns i extremt olika organismer, så enkla som encelliga alger och många andra mikroorganismer (bakterier och andra) och så komplexa som multicellulära djur med komplicerade signalvägar.

Även om dess närvaro i växter är en anledning till diskussion, finns det vissa bevis som indikerar att vissa växtarter har adenilat cyklasa -aktivitet, även om deras funktion inte har bestämts tillfredsställande.

[TOC]

Strukturera

Den kemiska strukturen för den cykliska förstärkaren har klargjorts av X -Ray -kristallografi och av protoniska kärnmagnetiska resonansstudier.

Detta är en stabil cyklisk molekyl ("Värmestabil ") och mer stabilt för alkalisk hydrolys än dess icke -cykliska motsvarighet, amp eller adenosinmonofosfat.

Kan tjäna dig: Alcaloids

Liksom alla fosfatnukleotider har den cykliska AMP en fosfatgrupp fäst vid kol syre i en 5 'position av en ribosmolekyl, som i sin tur är bunden till en kvävebas av heterocyklisk ring med kol i position 1' och det motsvarar en adenin.

Ribose -sockerfosfatgruppen, till skillnad från icke -cykliska fosfatnukleotider, slås samman trans Genom en fosfodiéster -länk med kolhydrater syre från position 3 'och 5' av ribosen (3 ', 5'-trans-Smält fosfat).

Denna förening begränsar Furano -ringrörelsen som bildar ribosen och omsluter fosfatgruppen i en bildning av "stol".

Jämfört med icke -cykliska nukleotider är cyklisk AMP och andra relaterade nukleotider mindre och lägre polaritetsmolekyler, vilket är en viktig faktor för deras differentiering av proteiner som svarar på dessa.

Konformationen av den glykosidiska kopplingen mellan ribosen och adeninringen har viss rotationsfrihet. Detta är också en viktig strukturell parameter för dess distinktion med avseende på andra nukleotider (inte bara är kvävebasens identitet).

Funktioner

Som en sekundär budbärare deltar den cykliska AMP i aktiveringen av många signaleringsprocesser (efter dess syntes) eller i aktiveringen av olika "nedströms" enzymer i det signaleringsvattenfall som det inträffar.

Delta i leverglykogenolys och i frisläppandet av insulin från bukspottkörteln, i befrielsen av amylas från salivkörtlarna och i östrogenets verkan i livmodern.

Det kan tjäna dig: Insynificable Lipids: Functions and Classification

Det har universella funktioner i kontrollen av genetiskt uttryck och i integrationen av flera metaboliska funktioner. Många cytokiner använder både kalcium och cyklisk förstärkare för att utföra sina funktioner.

Bland de hormoner som använder cyklisk AMP i sina signalprocesser (antingen genom ökad eller minskad intracellulär koncentration) kan inkludera katekolaminer, glukagon, vasopressin, paratyroidhormon, prostaglandiner, insulin, melatonin och adrenalin, bland andra.

En annan av dess många funktioner är att hämma tillväxt, differentiering och spridning av T -däggdjur hos däggdjur, troligen genom aktivering eller induktion av en repressor av regleringscytokinerna i dessa processer i sådana celler.

Cyklisk AMP och cyklasadenylat som producerar det är också relaterat till funktionen hos många proteinkopplade GT -proteinreceptorer, som är associerade med olika signalmekanismer och andra cellulära processer av stor betydelse.

I glukosmetabolism

Hos däggdjur har cyklisk förstärkare funktioner i regleringen av glykolytisk och glukoneogen väg.

Mekanismen innebär deltagande av glukagonhormonet i aktiveringen av adenylatcyklashepatisk, vilket orsakar en betydande ökning av koncentrationen av cyklisk AMP.

Denna cykliska AMP aktiverar ett AMPC-beroende kinasprotein som fosforylerar.

Hur inträffar signalprocessen som involverar cyklisk förstärkare?

En första messenger (av variabel kemisk natur) som når en specifik cell när en yttre stimulans interagerar med ett adenylatcyklasenzym i plasmamembranet, vilket inducerar produktion av cyklisk AMP.

Det kan tjäna dig: Biologiska tillämpningar inom jordbruket

Ökningen i cyklisk AMP -koncentration fungerar i aktiveringen av andra faktorer (i allmänhet enzymatiska) som har ytterligare funktioner i hämningen eller aktiveringen av metaboliska eller gentranskriptionsprocesser, bland andra, bland andra.

Som aktiverar den cykliska förstärkaren?

En av de viktigaste funktionerna som är associerade med denna regleringsmolekyl är aktiveringen av fosforlaous eller kinasenzymer, som katalyserar tillsats eller avlägsnande av fosforylgrupper till andra proteiner och enzymer.

Normalt åtföljs spänningen hos en cell av en ökning av cyklisk AMP -koncentration, samtidigt med en ökning av kalciumtransport till cellen som har funktioner i aktiveringen av adenylciciclasas -enzymer som producerar cyklisk AMP -producerande.

Både syntesen och överföringen av meddelandet och nedbrytningen av den cykliska förstärkaren i cellerna är fint reglerade processer som deltar i underhållet av kroppshomeostas.

Referenser

1. Bopp, t., Becker, c., Klein, m., Klein-heßling, s., Palmetshofer, a., Serfl, E.,... Schmitt, och. (2007). Cyklisk adenosinmonofosfat är en nyckelkomponent i reglerande T -cell - medierad sobpression. Journal of Experimental Medicine, 204(6), 1303-1310.
2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2009). Lehninger principer för biokemi. Omega -utgåvor (5: e upplagan.).
3. Newton, r. P., & Smith, c. J. (2004). Cykliska nukleotider, 65, 2423-2437.
4. Rasmussen, h. (1970). Cellkommunikation, kalciumjon och cyklisk adenosinmonofosfat. Vetenskap, 170, 404-412.
5. Rasmussen, h., & Tenenhouse, a. (1968). Cykliskt adenosinmonofosfat, Ca ++ och membran. Biokemi, 59, 1364-1370.