Циклический аденозинмонофосфат
Циклический аденозинмонофосфат (циклический AMФ, 3'5'-цAMФ, 3'5'-cAMP) — органическое соединение, производное АТФ, выполняющее в организме роль вторичного посредника, использующегося для внутриклеточного распространения сигналов некоторых гормонов (например, глюкагона или адреналина), которые не могут проходить через клеточную мембрану.
Метаболизм цAMФ
3'5'-цAMФ синтезируется аденилатциклазой в ответ на некоторые гормональные стимуляторы; действует как вторичный посредник при клеточном гормональном контроле путём стимуляции протеинкиназ. цАМФ является аллостерическим эффектором протеинкиназ A и ионных каналов. Синтезируется цАМФ мембранными аденилатциклазами (семейство ферментов, катализирующих реакцию циклизации АТФ с образованием цАМФ и неорганического пирофосфата). Расщепление цАМФ с образованием АМФ катализируется фосфодиэстеразами. Уровень цАМФ повышается при ингибировании фосфодиэстеразы высокими концентрациями метилированных производных ксантина, например, кофеина. Аденилатциклазы активируются G-белками (активность которых в свою очередь зависит от метаботропных рецепторов, связанных с G-белками) .
Протеинкиназа А
В неактивном состоянии протеинкиназа A является тетрамером, в котором две К (каталитические) субъединицы самоингибированы регуляторными (R) субъединицами. При связывании цAMФ R-субъединицы диссоциируют из комплекса и происходит активация К-субъединиц. Активированная протеинкиназа А фосфорилирует остатки серина и треонина в более чем 100 различных белках, в том числе во многих ферментах.
цAMФ как вторичный посредник в сигнальной трансдукции
цAMФ осуществляет функции вторичного внутриклеточного посредника в действии первичных посредников (веществ, имеющих короткий период биодеградации) — например, ряда гормонов и нейромедиаторов. цAMФ опосредует биологическую функцию гормонов путём активации (инактивации) клеточных протеинкиназ (фосфатаз). Протеинкиназы, в свою очередь, фосфорилируют эффекторные белки и изменяют (увеличивают или уменьшают) их активность.
При активации аденилатциклазы, катализирующей образование цAMФ из АТФ, или блокировании фосфодиэстеразы, осуществляющей деградацию этого цAMФ, концентрация цAMФ в клетке увеличивается. Таким образом, содержание цАМФ в клетке определяется соотношением активностей этих двух ферментов. Связь между гормоном или др. химическим сигналом (первый посредник) и цAMФ (второй посредник) осуществляет аденилатциклазный комплекс, включающий рецептор, настроенный на определённый гормон (или др. биологически активное вещество) расположенный на внешней стороне клеточной мембраны, и аденилатциклазу, расположенную на внутренней стороне мембраны. Гормон, взаимодействуя с рецептором, активирует аденилатциклазу, которая образует цAMФ из АТФ.
Концентрация цAMФ, образующегося в клетке, превышает концентрацию действующего на клетку гормона в 100 раз. В основе механизма действия цAMФ в тканях животных и человека лежит его взаимодействие с протеинкиназами, например, протеинкиназы А. Связывание цAMФ с регуляторной субъединицей протеинкиназы приводит к диссоциации фермента и активации его каталитической субъединицы, которая, освободившись от регуляторной субъединицы, способна фосфорилировать определённые белки (в том числе ферменты). Изменение свойств этих макромолекул путём фосфорилирования меняет и соответствующие функции клеток. цAMФ играет определённую роль в морфологии, подвижности, пигментации клеток, в кроветворении, клеточном иммунитете, вирусной инфекции и др.
Роль цАМФ в бактериальных клетках
В бактериях уровень цАМФ изменяется в зависимости от среды культивирования. В частности, уровень цАМФ низок, если в качестве источника углерода используется глюкоза. Это регулируется через ингибирование цАМФ-образующего фермента, аденилатциклазы, как побочный продукт транспорта глюкозы в клетку. Транскрипционный фактор CRP (cAMP receptor protein), также называемый CAP (активатный белок генов катаболизма) формирует комплекс с цАМФ и таким образом становится возможным его связывание с ДНК. Комплекс CRP-цАМФ увеличивает экспрессию большого количества генов, включая некоторые ферменты, ответственные за запасание энергии независимо от глюкозы.
цАМФ, к примеру, вовлечен в положительную регуляцию lac оперона. В среде с низкой концентрацией глюкозы, цАМФ накапливается и связывается с аллостерическим сайтом транскрипционного регулятора CRP. Этот белок переходит в активную форму и связывается со специфическим сайтом левее lac промотора, облегчая посадку РНК полимеразы на соседний промотор для старта транскрипции с lac оперона, увеличивая скорость транскрипции lac оперона. При высокой концентрации глюкозы, концентрация цАМФ падает, и CRP диссоциирует из lac оперона.
См.также
- Циклический гуанозинмонофосфат
- Протеинкиназа A
Литература
- Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки : в 3-х томах. — М.: Мир, 1994. — 1558 с. — ISBN 5-03-001986-3.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Циклический аденозинмонофосфат, Что такое Циклический аденозинмонофосфат? Что означает Циклический аденозинмонофосфат?
Ciklicheskij adenozinmonofosfat ciklicheskij AMF 3 5 cAMF 3 5 cAMP organicheskoe soedinenie proizvodnoe ATF vypolnyayushee v organizme rol vtorichnogo posrednika ispolzuyushegosya dlya vnutrikletochnogo rasprostraneniya signalov nekotoryh gormonov naprimer glyukagona ili adrenalina kotorye ne mogut prohodit cherez kletochnuyu membranu cAMF ciklicheskij adenozinmonofosfatcAMFMetabolizm cAMF3 5 cAMF sinteziruetsya adenilatciklazoj v otvet na nekotorye gormonalnye stimulyatory dejstvuet kak vtorichnyj posrednik pri kletochnom gormonalnom kontrole putyom stimulyacii proteinkinaz cAMF yavlyaetsya allostericheskim effektorom proteinkinaz A i ionnyh kanalov Sinteziruetsya cAMF membrannymi adenilatciklazami semejstvo fermentov kataliziruyushih reakciyu ciklizacii ATF s obrazovaniem cAMF i neorganicheskogo pirofosfata Rassheplenie cAMF s obrazovaniem AMF kataliziruetsya fosfodiesterazami Uroven cAMF povyshaetsya pri ingibirovanii fosfodiesterazy vysokimi koncentraciyami metilirovannyh proizvodnyh ksantina naprimer kofeina Adenilatciklazy aktiviruyutsya G belkami aktivnost kotoryh v svoyu ochered zavisit ot metabotropnyh receptorov svyazannyh s G belkami Proteinkinaza AV neaktivnom sostoyanii proteinkinaza A yavlyaetsya tetramerom v kotorom dve K kataliticheskie subedinicy samoingibirovany regulyatornymi R subedinicami Pri svyazyvanii cAMF R subedinicy dissociiruyut iz kompleksa i proishodit aktivaciya K subedinic Aktivirovannaya proteinkinaza A fosforiliruet ostatki serina i treonina v bolee chem 100 razlichnyh belkah v tom chisle vo mnogih fermentah cAMF kak vtorichnyj posrednik v signalnoj transdukciicAMF osushestvlyaet funkcii vtorichnogo vnutrikletochnogo posrednika v dejstvii pervichnyh posrednikov veshestv imeyushih korotkij period biodegradacii naprimer ryada gormonov i nejromediatorov cAMF oposreduet biologicheskuyu funkciyu gormonov putyom aktivacii inaktivacii kletochnyh proteinkinaz fosfataz Proteinkinazy v svoyu ochered fosforiliruyut effektornye belki i izmenyayut uvelichivayut ili umenshayut ih aktivnost Pri aktivacii adenilatciklazy kataliziruyushej obrazovanie cAMF iz ATF ili blokirovanii fosfodiesterazy osushestvlyayushej degradaciyu etogo cAMF koncentraciya cAMF v kletke uvelichivaetsya Takim obrazom soderzhanie cAMF v kletke opredelyaetsya sootnosheniem aktivnostej etih dvuh fermentov Svyaz mezhdu gormonom ili dr himicheskim signalom pervyj posrednik i cAMF vtoroj posrednik osushestvlyaet adenilatciklaznyj kompleks vklyuchayushij receptor nastroennyj na opredelyonnyj gormon ili dr biologicheski aktivnoe veshestvo raspolozhennyj na vneshnej storone kletochnoj membrany i adenilatciklazu raspolozhennuyu na vnutrennej storone membrany Gormon vzaimodejstvuya s receptorom aktiviruet adenilatciklazu kotoraya obrazuet cAMF iz ATF Koncentraciya cAMF obrazuyushegosya v kletke prevyshaet koncentraciyu dejstvuyushego na kletku gormona v 100 raz V osnove mehanizma dejstviya cAMF v tkanyah zhivotnyh i cheloveka lezhit ego vzaimodejstvie s proteinkinazami naprimer proteinkinazy A Svyazyvanie cAMF s regulyatornoj subedinicej proteinkinazy privodit k dissociacii fermenta i aktivacii ego kataliticheskoj subedinicy kotoraya osvobodivshis ot regulyatornoj subedinicy sposobna fosforilirovat opredelyonnye belki v tom chisle fermenty Izmenenie svojstv etih makromolekul putyom fosforilirovaniya menyaet i sootvetstvuyushie funkcii kletok cAMF igraet opredelyonnuyu rol v morfologii podvizhnosti pigmentacii kletok v krovetvorenii kletochnom immunitete virusnoj infekcii i dr Rol cAMF v bakterialnyh kletkahV bakteriyah uroven cAMF izmenyaetsya v zavisimosti ot sredy kultivirovaniya V chastnosti uroven cAMF nizok esli v kachestve istochnika ugleroda ispolzuetsya glyukoza Eto reguliruetsya cherez ingibirovanie cAMF obrazuyushego fermenta adenilatciklazy kak pobochnyj produkt transporta glyukozy v kletku Transkripcionnyj faktor CRP cAMP receptor protein takzhe nazyvaemyj CAP aktivatnyj belok genov katabolizma formiruet kompleks s cAMF i takim obrazom stanovitsya vozmozhnym ego svyazyvanie s DNK Kompleks CRP cAMF uvelichivaet ekspressiyu bolshogo kolichestva genov vklyuchaya nekotorye fermenty otvetstvennye za zapasanie energii nezavisimo ot glyukozy cAMF k primeru vovlechen v polozhitelnuyu regulyaciyu lac operona V srede s nizkoj koncentraciej glyukozy cAMF nakaplivaetsya i svyazyvaetsya s allostericheskim sajtom transkripcionnogo regulyatora CRP Etot belok perehodit v aktivnuyu formu i svyazyvaetsya so specificheskim sajtom levee lac promotora oblegchaya posadku RNK polimerazy na sosednij promotor dlya starta transkripcii s lac operona uvelichivaya skorost transkripcii lac operona Pri vysokoj koncentracii glyukozy koncentraciya cAMF padaet i CRP dissociiruet iz lac operona Sm takzheCiklicheskij guanozinmonofosfat Proteinkinaza ALiteraturaAlberts B Brej D Lyuis Dzh i dr Molekulyarnaya biologiya kletki v 3 h tomah M Mir 1994 1558 s ISBN 5 03 001986 3
