Zyklische Verstärkungsstruktur und Funktionen

Er Zyklischer Verstärker entweder Adenosin 3 ', 5'-monophosphat Es ist ein zyklisches Nukleotid, das als sekundärer Gesandter fungiert und der Teil der Grundelemente der biochemischen Kontrolle und der intrazellulären Kommunikation in vielen lebenden Organismen ist.

Seine Existenz wurde vor fast 70 Jahren von Sutherland und Rall (1958) nachgewiesen, die das Phänomen der Akkumulation dieses Nucleotids in Leberzellen als Folge der Epinephrinverabreichung (Adrenalin) beschrieb (Adrenalin).

Chemische Struktur des cyclischen Verstärkers (Quelle: Wesalius [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Seit seiner Entdeckung ist der cyclische AMP bei Säugetieren mit der Wirkung vieler Hormone mit endokriner und exokriner Sekretion mit der Freisetzung von Neurotransmitter in Synapsen und neuromuskulären Gewerkschaften in Verbindung gebracht.

Seine Synthese wird durch drei mit der Plasmamembran assoziierte Proteinfamilie katalysiert.

Sein Abbau wird dagegen durch Enzyme der Familie der Phosphodiestera vermittelt, bei denen es sich um lösliche Proteine ​​handelt, die sich hauptsächlich im Cytosol befinden.

Diese Enzyme und damit der cyclische AMP sind in extrem unterschiedlichen Organismen zu finden, die so einfach wie einzelluläre Algen und viele andere Mikroorganismen (Bakterien und andere) und so komplex wie mehrzelluläre Tiere mit komplizierten Signalwegen.

Obwohl seine Anwesenheit in Pflanzen ein Grund für die Diskussion ist, gibt es bestimmte Hinweise darauf, dass einige Pflanzenarten die Adenilat -Cyclasa.

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Struktur

Die chemische Struktur des cyclischen AMP wurde durch X -Stry -Kristallographie und durch protonische Kernmagnetresonanzstudien aufgeklärt.

Dies ist ein stabiles zyklisches Molekül ("Hitzestabil ") und stabiler für alkalische Hydrolyse als sein nicht -cyclischer Gegenstück, AMP oder Adenosinmonophosphat.

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Wie alle Phosphat -Nukleotide hat der cyclische AMP eine Phosphatgruppe, die an Kohlenstoffsauerstoff in einer 5'.

Die Ribose -Zucker -Phosphatgruppe wird im Gegensatz zu nicht -cyclischen Phosphat -Nukleotiden zusammengeführt trans durch einen Phosphodiéster -Zusammenhang mit Kohlenstoffen Sauerstoff aus den Positionen 3 'und 5' der Ribose (3 ', 5'-trans-Verschmolzen Phosphat).

Diese Vereinigung schränkt die Furano -Ringbewegung ein, die die Ribose bildet und die Phosphatgruppe in eine Bildung von "Stuhl" umschließt, umschließt.

Im Vergleich zu nicht -cyclischen Nukleotiden sind cyclische AMP und andere verwandte Nukleotide kleinere und niedrigere Polaritätsmoleküle, was ein wichtiger Faktor für ihre Differenzierung durch Proteine ​​ist, die auf diese reagieren.

Die Konformation der glycosidischen Verbindung zwischen Ribose und Adeninring hat eine gewisse Rotationsfreiheit. Dies ist auch ein wichtiger Strukturparameter für seine Unterscheidung in Bezug auf andere Nukleotide (nicht nur die Identität der Stickstoffbase).

Funktionen

Als sekundärer Gesandter beteiligt sich der cyclische AMP an der Aktivierung vieler Signalverfahren (nach seiner Synthese) oder an der Aktivierung verschiedener „stromabwärts“ Enzyme in dem Signalwasserfall, durch den es auftritt.

Nehmen Sie an hepatischer Glykogenolyse und an der Freisetzung von Insulin aus der Bauchspeicheldrüse, an der Befreiung der Amylase aus den Speicheldrüsen und an der Wirkung von Östrogen in der Gebärmutter teil.

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Es hat universelle Funktionen bei der Kontrolle der genetischen Expression und zur Integration mehrerer Stoffwechselfunktionen. Viele Zytokine verwenden sowohl Calcium- als auch cyclische Verstärker für die Ausführung ihrer Funktionen.

Unter den Hormonen, die cyclische Amp in ihren Signalprozessen verwenden (entweder durch Erhöhung oder verringerte intrazelluläre Konzentration) können Katecholamine, Glucagon, Vasopressin, Paratyroidhormon, Prostaglandine, Insulin, Melatonin und Adrenalin umfassen.

Ein weiteres seiner vielen Funktionen besteht darin, das Wachstum, die Differenzierung und die Proliferation von Tägern bei Säugetieren zu hemmen, wahrscheinlich durch Aktivierung oder Induktion eines Repressors der regulatorischen Zytokine dieser Prozesse in solchen Zellen.

Cyclische AMP- und Cyclase -Adenylat, die produzieren, hängt auch mit der Funktion vieler Protein -gekoppelter GT.

Im Glukosestoffwechsel

Bei Säugetieren hat Cyclic AMP Funktionen bei der Regulation des glykolytischen und gluconeogenen Weges.

Der Mechanismus impliziert die Beteiligung des Glucagon -Hormons an der Aktivierung der Adenylatcyclase -Leber.

Dieser cyclische AMP aktiviert ein AMPC-abhängiges Kinaseprotein, das phosphoryliert.

Wie tritt der Signalprozess mit zyklischer Verstärkung auf??

Ein erster Bote (von variabler chemischer Natur), der eine bestimmte Zelle als externer Stimulus erreicht.

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Die Zunahme der cyclischen AMP -Konzentration wirkt bei der Aktivierung anderer Faktoren (im Allgemeinen enzymatisch), die unter anderem zusätzliche Funktionen bei der Hemmung oder Aktivierung von Stoffwechsel- oder Gen -Transkriptionsprozessen aufweisen.

Wer aktiviert den zyklischen Verstärker?

Eine der Hauptfunktionen, die mit diesem regulatorischen Molekül verbunden sind.

Normalerweise wird die Aufregung einer Zelle mit einer Zunahme der cyclischen Amp -Konzentration einhergeht, die mit einem Anstieg des Calciumtransports zu der Zelle einhergeht.

Sowohl die Synthese als auch die Übertragung der Nachricht und der Abbau des cyclischen AMP in den Zellen sind fein regulierte Prozesse, die an der Aufrechterhaltung der Körperhomöostase beteiligt sind.

Verweise

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