Cykliczna struktura i funkcje AMP

On Cykliczny wzmacniacz albo Adenozyna 3 ', 5'-monofosforan Jest to cykliczny nukleotyd, który działa jako wtórny posłaniec i jest częścią podstawowych elementów kontroli biochemicznej i komunikacji wewnątrzkomórkowej w wielu żywych organizmach.

Jego istnienie wykazali prawie 70 lat temu przez Sutherland i Rall (1958), którzy opisali zjawisko akumulacji tego nukleotydu w komórkach wątroby w wyniku podawania epinefryny (adrenaliny).

Struktura chemiczna cyklicznego wzmacniacza (źródło: Wesalius [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Od czasu jego odkrycia cykliczny wzmacniacz jest powiązany u ssaków z działaniem wielu hormonów, z wydzielaniem hormonalnym i zewnątrzwydzielniczym, z uwalnianiem neuroprzekaźników w synapsach i związkach nerwowo -mięśniowych, wśród wielu innych funkcji.

Jego synteza jest katalizowana przez trzy rodziny białka związane z błoną plazmatyczną znaną jako adenylcyciklaza lub cyklazazy adenylanowe, zdolne do wytwarzania cyklicznego związku z ATP i uwalniania pirofosforanu wewnątrz komórkowego.

Z drugiej strony w jego degradacji pośredniczą enzymy rodziny fosfodiesterae, które są rozpuszczalnymi białkami, które są głównie w cytosolu.

Te enzymy, a zatem cykliczny wzmacniacz, występują w niezwykle różnorodnych organizmach, tak proste jak glony jednokomórkowe i wiele innych mikroorganizmów (bakterie i inne) i tak złożone jak zwierzęta wielokomórkowe ze skomplikowanymi trasami sygnalizacyjnymi.

Chociaż jego obecność w roślinach jest przyczyną dyskusji, istnieją pewne dowody, które wskazują, że niektóre gatunki roślin mają aktywność cyklasy gruczolakowej, chociaż ich funkcja nie została zadowalająco ustalona.

[TOC]

Struktura

Struktura chemiczna cyklicznego wzmacniacza została wyjaśniona przez krystalografię X -A.

Jest to stabilna cykliczna cząsteczka (”Stabilny ciepło ") i bardziej stabilne dla hydrolizy alkalicznej niż jej niecykliczny odpowiednik, AMP lub monofosforan adenozyny.

Może ci służyć: alkaloidy

Podobnie jak wszystkie nukleotydy fosforanowe, cykliczny wzmacniacz ma grupę fosforanową przyłączoną do tlenu węglowego w pozycji 5 'rybozy, która z kolei jest związana z podstawą azotu pierścienia heterocyklicznego w pozycji 1' i co odpowiada adeninowi.

Grupa fosforanu cukru rybozy, w przeciwieństwie do niecyklicznych nukleotydów fosforanowych, jest połączona w trans Przez link fosfodiéster z tlenem z węgli z pozycji 3 'i 5' rybozy (3 ', 5'-trans-Stopione fosforan).

Ten związek ogranicza ruch pierścienia furano, który tworzy rybozę i otacza grupę fosforanową w tworzeniu „krzesła”.

W porównaniu z niecyklicznymi nukleotydami, cykliczny wzmacniacz i inne powiązane nukleotydy są mniejszymi i niższymi cząsteczkami polarności, co jest ważnym czynnikiem ich różnicowania przez białka, które na nie reagują.

Konformacja łącza glikozydowego między rybozą a pierścieniem adenine ma pewną swobodę obrotu. Jest to również ważny parametr strukturalny dla jego rozróżnienia w odniesieniu do innych nukleotydów (nie tylko tożsamość podstawy azotu).

Funkcje

Jako wtórny posłaniec, cykliczny wzmacniacz uczestniczy w aktywacji wielu procesów sygnalizacyjnych (po jego syntezy) lub w aktywacji różnych enzymów „dalszych” w wodospadzie sygnalizacyjnym, według którego występuje.

Uczestniczyć w glikogenolizy wątrobowej i uwalnianiu insuliny z trzustki, w wyzwoleniu amylazy z gruczołów ślinowych i w działaniu estrogenu w macicy.

Może ci służyć: INIPAPTIFICZNE LIPIDY: Funkcje i klasyfikacja

Ma uniwersalne funkcje w kontroli ekspresji genetycznej i integracji wielu funkcji metabolicznych. Wiele cytokin używa zarówno wapnia, jak i cyklicznego wzmacniacza do wykonywania ich funkcji.

Wśród hormonów, które wykorzystują cykliczny AMP w procesach sygnalizacyjnych (według wzrostu lub zmniejszonego stężenia wewnątrzkomórkowego) może obejmować między innymi katecholaminy, glukagon, wazopresynę, hormon paratyroidowy, prostaglandyny, insulinę, melatoninę i adrenalinę.

Inną z wielu jego funkcji jest hamowanie wzrostu, różnicowania i proliferacji ssaków T u ssaków, prawdopodobnie przez aktywację lub indukcję represora cytokin regulacyjnych tych procesów w takich komórkach.

Cykliczny AMP i adenyn cyklazy, które wytwarzają go również z funkcją wielu receptorów białkowych GT, które są związane z różnymi mechanizmami sygnalizacyjnymi i innymi procesami komórkowymi o wielkim znaczeniu.

W metabolizmie glukozy

U ssaków cykliczny AMP działa w regulacji ścieżki glikolitycznej i glukoneogennej.

Mechanizm implikuje udział hormonu glukagonu w aktywacji wątroby cyklazy adenylanowej, co powoduje znaczny wzrost stężenia cyklicznego AMP.

Ten cykliczny wzmacniacz aktywuje zależne od AMPC białko kinazy, które fosforyluje.

Jak występuje proces sygnalizacyjny obejmujący cykliczny wzmacniacz?

Pierwszy posłaniec (o zmiennym charakterze chemicznym), który dociera do określonej komórki jako bodźca zewnętrzny, oddziałuje z enzymem cyklazy adenylanowej w błonie plazmatycznej, indukując produkcję cyklicznego AMP.

Może ci służyć: aplikacje biologii w rolnictwie

Wzrost cyklicznego stężenia AMP działa w aktywacji innych czynników (ogólnie enzymatycznych), które mają dodatkowe funkcje w hamowaniu lub aktywacji procesów transkrypcyjnych metabolicznych lub genów, między innymi.

Który aktywuje cykliczny wzmacniacz?

Jedną z głównych funkcji związanych z tą cząsteczką regulacyjną jest aktywacja enzymów fosforylowych lub kinazy, które katalizują dodanie lub usuwanie grup fosforylowych do innych białek i enzymów.

Zwykle podekscytowaniu komórką towarzyszy wzrost cyklicznego stężenia AMP, jednocześnie ze wzrostem transportu wapnia do komórki, która działa w aktywacji enzymów adenylosiowych.

Zarówno synteza, jak i transmisja komunikatu i degradacja cyklicznego wzmacniacza w komórkach to drobno regulowane procesy, które uczestniczą w utrzymaniu homeostazy ciała.

Bibliografia

1. Bopp, t., Becker, c., Klein, m., Klein-heßling, s., Palmetshofer, a., Serfl, e.,... Schmitt i. (2007). Cykliczny monofosforan adenozyny jest kluczowym składnikiem sobresy za pośrednictwem regulacyjnego komórek T. The Journal of Experimental Medicine, 204(6), 1303-1310.
2. Nelson, zm. L., & Cox, m. M. (2009). Zasady biochemii lehninger. Omega Editions (Ed.).
3. Newton, r. P., I Smith, C. J. (2004). Cykliczne nukleotydy, 65, 2423-2437.
4. Rasmussen, godz. (1970). Komunikacja komórkowa, jon wapnia i cykliczny adenozyny monofosforan. Nauka, 170, 404-412.
5. Rasmussen, godz., I Tenenhouse, a. (1968). Cykliczny monofosforan adenozyny, Ca ++ i błony. Biochemia, 59, 1364-1370.