Syklisk AMP -struktur og funksjoner

Han Syklisk forsterker enten Adenosin 3 ', 5'-monofosfat Det er et syklisk nukleotid som fungerer som en sekundær messenger, og som er en del av de grunnleggende elementene i biokjemisk kontroll og intracellulær kommunikasjon i mange levende organismer.

Eksistensen ble demonstrert for nesten 70 år siden av Sutherland og Rall (1958), som beskrev fenomenet akkumulering av dette nukleotidet i leverceller som et resultat av epinefrinadministrasjonen (adrenalin).

Kjemisk struktur av den sykliske AMP (Kilde: Wesalius [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Siden oppdagelsen har den sykliske forsterkeren blitt assosiert hos pattedyr med virkningen av mange hormoner, med endokrin og eksokrin sekresjon, med frigjøring av nevrotransmittere i synapser og nevromuskulære fagforeninger, blant mange andre funksjoner.

Syntesen er katalysert av tre proteinerfamilier assosiert med plasmamembranen kjent som adenylciciclasas eller adenylat -syklasaser, i stand til å produsere den sykliske forbindelsen fra ATP og frigjøre pyrofosfat inne i cellen.

Dens nedbrytning er derimot formidlet av enzymer av familien til fosfodiesterae, som er oppløselige proteiner som mest er i cytosol.

Disse enzymene, og derfor den sykliske forsterkeren, finnes i ekstremt forskjellige organismer, så enkle som encellede alger og mange andre mikroorganismer (bakterier og andre) og så komplekse som flercellede dyr med kompliserte signalveier.

Selv om dens tilstedeværelse i planter er en grunn til diskusjon, er det visse bevis som indikerer at noen plantearter har adenilerer cyclasa -aktivitet, selv om deres funksjon ikke er blitt tilfredsstillende bestemt.

[TOC]

Struktur

Den kjemiske strukturen til den sykliske forsterkeren er blitt belyst av x -ray krystallografi og av protonisk kjernefysisk magnetisk resonansstudier.

Dette er et stabilt syklisk molekyl ("Varmestabil ") og mer stabil for alkalisk hydrolyse enn dens ikke -sykliske motstykke, forsterker eller adenosinmonofosfat.

Kan tjene deg: Alcaloids

Som alle fosfatukleotider har den sykliske AMP en fosfatgruppe festet til karbonoksygen i en 5 'posisjon av et ribosemolekyl, som igjen er bundet til en nitrogenbase av heterocyklisk ring med karbon i posisjon 1' og som tilsvarer et adenin.

Ribosesukkerfosfatgruppen, i motsetning til ikke -sykliske fosfatnukleotider, blir slått sammen til trans Gjennom en fosfodiéster -kobling med karbonatomoksygen fra posisjoner 3 'og 5' av ribosen (3 ', 5'-trans-Smeltet fosfat).

Denne foreningen begrenser Furano Ring -bevegelsen som danner ribosen og omslutter fosfatgruppen i en formasjon av "stol".

Sammenlignet med ikke -sykliske nukleotider, er syklisk forsterker og andre relaterte nukleotider mindre og lavere polaritetsmolekyler, noe som er en viktig faktor for deres differensiering av proteiner som reagerer på disse.

Konformasjonen av glykosidforbindelsen mellom ribosen og adeninringen har en viss rotasjonsfrihet. Dette er også en viktig strukturell parameter for dens skille med hensyn til andre nukleotider (ikke bare er identiteten til nitrogenbasen).

Funksjoner

Som en sekundær messenger deltar den sykliske forsterkeren i aktiveringen av mange signalprosesser (etter syntesen) eller i aktiveringen av forskjellige "nedstrøms" enzymer i signalfossen som den oppstår.

Delta i leverglykogenolyse og i frigjøring av insulin fra bukspyttkjertelen, i frigjøringen av amylasen fra spyttkjertlene og i virkningen av østrogen i livmoren.

Det kan tjene deg: Insaponificable Lipider: Funksjoner og klassifisering

Den har universelle funksjoner i kontrollen av genetisk uttrykk og i integrasjonen av flere metabolske funksjoner. Mange cytokiner bruker både kalsium og syklisk forsterker for utførelse av deres funksjoner.

Blant hormonene som bruker syklisk AMP i signalprosessene sine (enten ved økning eller redusert intracellulær konsentrasjon) kan inkludere katekolaminer, glukagon, vasopressin, paratyrohormon, prostaglandiner, insulin, melatonin og adrenalin, blant andre.

En annen av de mange funksjonene er å hemme vekst, differensiering og spredning av T -pattedyr hos pattedyr, sannsynligvis ved aktivering eller induksjon av en repressor av regulatoriske cytokiner av disse prosessene i slike celler.

Syklisk AMP og syklase adenylat som produserer det er også relatert til funksjonen til mange protein -koblede GT -proteinreseptorer, som er assosiert med forskjellige signalmekanismer og andre cellulære prosesser av stor betydning.

I glukosemetabolisme

Hos pattedyr har syklisk AMP funksjoner i reguleringen av glykolytisk og glukoneogen bane.

Mekanismen innebærer deltakelse av glukagonhormonet i aktiveringen av adenylat -syklase -lever, noe som forårsaker en betydelig økning i konsentrasjonen av syklisk forsterker.

Denne sykliske AMP aktiverer et AMPC-avhengig kinase-protein som fosforylerer.

Hvordan oppstår signaleringsprosessen som involverer syklisk forsterker?

En første messenger (av variabel kjemisk natur) som når en spesifikk celle når en ytre stimulus interagerer med et adenylat -syklaseenzym i plasmamembranen, noe som induserer produksjonen av syklisk AMP.

Det kan tjene deg: Biologiske applikasjoner i landbruket

Økningen i syklisk AMP -konsentrasjon fungerer i aktivering av andre faktorer (generelt enzymatisk) som har ytterligere funksjoner i inhibering eller aktivering av metabolsk eller gentranskripsjonsprosesser, blant andre, blant andre.

Som aktiverer den sykliske forsterkeren?

En av hovedfunksjonene assosiert med dette regulatoriske molekylet er aktivering av fosforylaous eller kinase -enzymer, som katalyserer tilsetningen eller fjerning av fosforylgrupper til andre proteiner og enzymer.

Normalt ledsages spenningen i en celle av en økning i syklisk AMP -konsentrasjon, samtidig med en økning i kalsiumtransport til cellen som har funksjoner i aktiveringen av adenylciciclasas -enzymer som produserer syklisk AMP -produserende.

Både syntese og overføring av meldingen og nedbrytningen av den sykliske forsterkeren i cellene er finregulerte prosesser som deltar i vedlikehold av kroppshomeostase.

Referanser

1. Bopp, t., Becker, c., Klein, m., Klein-Heßling, s., Palmetshofer, a., Serfl, e.,... Schmitt, og. (2007). Syklisk adenosinmonofosfat er en nøkkelkomponent i regulatorisk T -celle - mediert sobpression. Journal of Experimental Medicine, 204(6), 1303-1310.
2. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehninger prinsipper for biokjemi. Omega -utgaver (5. utg.).
3. Newton, r. P., & Smith, C. J. (2004). Sykliske nukleotider, 65, 2423-2437.
4. Rasmussen, h. (1970). Cellekommunikasjon, kalsiumion og syklisk adenosinmonofosfat. Vitenskap, 170, 404-412.
5. Rasmussen, h., & Tenenhouse, a. (1968). Syklisk adenosinmonofosfat, Ca ++ og membraner. Biokjemi, 59, 1364-1370.