Zyklisches Adenosinmonophosphat

Zyklisches Adenosinmonophosphat (LAGER, zyklisches AMPERE oder 3 '-5 '-cyclic Adenosinmonophosphat) ist ein zweiter in vielen biologischen Prozessen wichtiger Bote. LAGER wird aus Adenosin triphosphate (ATP) abgeleitet und für das intrazelluläre Signal transduction in vielen verschiedenen Organismen verwendet, den CAMPING-ABHÄNGIGEN Pfad befördernd.

Geschichte

Earl Sutherland von Fall Westreserveuniversität hat einen Nobelpreis in der Physiologie oder Medizin 1971 "für seine Entdeckungen bezüglich der Mechanismen der Handlung von Hormonen," besonders epinephrine, über die zweiten Boten (wie zyklisches Adenosinmonophosphat, zyklisches AMPERE) gewonnen.

Synthese und Zergliederung

LAGER wird von ATP durch adenylyl cyclase gelegen auf der inneren Seite der Plasmamembran aufgebaut. Adenylyl cyclase wird durch eine Reihe von Signalmolekülen durch die Aktivierung von adenylyl cyclase stimulatory G (G) - Protein-verbundene Empfänger aktiviert und durch agonists von adenylyl cyclase hemmender G (G) - Protein-verbundene Empfänger gehemmt. Leber adenylyl cyclase antwortet stärker auf glucagon, und Muskel adenylyl cyclase antwortet stärker auf das Adrenalin.

DIE CAMPING-Zergliederung ins AMPERE wird durch das Enzym phosphodiesterase katalysiert.

Funktionen

LAGER ist ein zweiter Bote, der für das intrazelluläre Signal transduction, wie das Überwechseln in Zellen die Effekten von Hormonen wie glucagon und Adrenalin verwendet ist, das die Zellmembran nicht durchführen kann. Es wird an der Aktivierung des Proteins kinases beteiligt und regelt die Effekten des Adrenalins und glucagon. LAGER bindet auch dazu und regelt die Funktion von Ion-Kanälen wie die HCN Kanäle und einige andere zyklische nucleotide-verbindliche Proteine wie Epac1.

Rolle des LAGERS in eukaryotic Zellen

LAGER und sein verbundener kinases fungieren in mehreren biochemischen Prozessen, einschließlich der Regulierung von glycogen, Zucker und lipid Metabolismus.

In eukaryotes arbeitet zyklisches AMPERE durch das Aktivieren des Proteins kinase (PKA, CAMPING-ABHÄNGIGES Protein kinase). PKA ist normalerweise als ein tetrameric holoenzyme untätig, aus zwei katalytischen und zwei Durchführungseinheiten (CR) mit den Durchführungseinheiten bestehend, die die katalytischen Zentren der katalytischen Einheiten blockieren. Zyklisches AMPERE bindet zu spezifischen Positionen auf den Durchführungseinheiten des Proteins kinase, und verursacht Trennung zwischen den regelnden und katalytischen Subeinheiten, so die katalytischen Einheiten aktivierend und ihnen zu phosphorylate Substrat-Proteinen ermöglichend.

Die aktiven Subeinheiten katalysieren die Übertragung von Phosphat von ATP bis spezifischen serine oder threonine Rückstände von Protein-Substraten. Die phosphorylated Proteine können direkt auf den Ion-Kanälen der Zelle handeln, oder können aktivierte oder gehemmte Enzyme werden. Protein kinase A kann auch phosphorylate spezifische Proteine, die zu Befürworter-Gebieten der DNA binden, vergrößerten Ausdruck von spezifischen Genen verursachend. Nicht das ganze Protein antworten kinases, um ZU ZELTEN. Mehrere Klassen des Proteins kinases, einschließlich des Proteins kinase C, sind nicht CAMPING-ABHÄNGIG.

Weitere Effekten hängen hauptsächlich von CAMPING-ABHÄNGIGEM Protein kinase ab, die sich gestützt auf dem Typ der Zelle ändern.

Und doch, es gibt einige geringe PKA-unabhängige Funktionen des LAGERS, z.B, der Aktivierung von Kalzium-Kanälen, einen geringen Pfad zur Verfügung stellend, durch den Wachstumshormonausgabe-Hormon eine Ausgabe des Wachstumshormons verursacht.

Jedoch ist die Ansicht, dass die Mehrheit der Effekten des LAGERS von PKA kontrolliert wird, eine überholte. 1998 wurde eine Familie von CAMPING-EMPFINDLICHEN Proteinen mit guanine nucleotide Austauschfaktor (GEF) Tätigkeit entdeckt. Diese werden genannt Austauschproteine, die durch das LAGER (Epac) und die Familie aktiviert sind, umfassen Epac1 und Epac2. Der Mechanismus der Aktivierung ist diesem von PKA ähnlich: Das GEF Gebiet wird gewöhnlich durch das N-Endgebiet maskiert, das das LAGER verbindliches Gebiet enthält. Wenn LAGER bindet, sondert das Gebiet ab und stellt das jetzt aktive GEF Gebiet aus, Epac erlaubend, kleine Ras ähnliche GTPase Proteine wie Rap1 zu aktivieren.

Zusätzliche Rolle des verborgenen LAGERS in sozialen Amöben

In den Arten Dictyostelium discoideum handelt LAGER außerhalb der Zelle als ein verborgenes Signal. Die chemotactic Ansammlung von Zellen wird durch periodische Wellen des LAGERS organisiert, die sich zwischen Zellen über Entfernungen so groß fortpflanzen wie mehrere Zentimeter. Die Wellen sind das Ergebnis einer geregelten Produktion und die Sekretion des extracellular LAGERS und eines spontanen biologischen Oszillators, der die Wellen an Zentren von Territorien beginnt.

Rolle des LAGERS in Bakterien

In Bakterien ändert sich das Niveau des LAGERS, je nachdem das Medium für das Wachstum verwendet hat. Insbesondere LAGER ist niedrig, wenn Traubenzucker die Kohlenstoff-Quelle ist. Das kommt durch die Hemmung des camping-erzeugenden Enzyms, adenylyl cyclase als eine Nebenwirkung des Traubenzucker-Transports in die Zelle vor. Das Camping-Empfänger-Abschrift-Faktor-Protein (CRP) auch genannt die KAPPE (catabolite Genaktivator-Protein) bildet einen Komplex mit dem LAGER und wird dadurch aktiviert, um zur DNA zu binden. CRP-LAGER vergrößert Ausdruck einer Vielzahl von Genen einschließlich einiger Verschlüsselungsenzyme, die von Traubenzucker unabhängige Energie liefern können.

LAGER wird zum Beispiel an der positiven Regulierung des lac operon beteiligt. In einer Umgebung einer niedrigen Traubenzucker-Konzentration wächst LAGER an und bindet zur allosteric Seite auf CRP (CAMPING-Empfänger-Protein), ein Abschrift-Aktivator-Protein. Das Protein nimmt seine aktive Gestalt an und bindet zu einer spezifischen Seite stromaufwärts des lac Befürworters, sie leichter für die RNS polymerase machend, um dem angrenzenden Befürworter zu binden, um Abschrift des lac operon anzufangen, die Rate von lac operon Abschrift vergrößernd. Mit einer hohen Traubenzucker-Konzentration, den CAMPING-Konzentrationsabnahmen und dem CRP kommt vom lac operon los.

Pathologie

Rolle des LAGERS in menschlichem Krebsgeschwür

Etwas Forschung hat darauf hingewiesen, dass eine Deregulierung von CAMPING-Pfaden und eine abweichende Aktivierung von CAMPINGKONTROLLIERTEN Genen mit dem Wachstum von einigen Krebsen verbunden werden.

Rolle des LAGERS in vorfrontalen Kortex-Unordnungen

Neue Forschung weist darauf hin, dass LAGER die Funktion des höherwertigen Denkens im vorfrontalen Kortex durch seine Regulierung von genannten Hyperpolarisationsaktivierten zyklischen nucleotide-gated Kanälen von Kanälen des Ions (HCN) betrifft. Wenn LAGER den HCN, die offenen Kanäle stimuliert, die Gehirnzelle für die Kommunikation schließend und so die Funktion des vorfrontalen Kortexes störend. Diese Forschung, besonders die kognitiven Defizite in alterszusammenhängenden Krankheiten und ADHD, ist von Interesse Forschern, die das Gehirn studieren.

Siehe auch

  • Zyklisches guanosine Monophosphat (cGMP)
  • 8-Bromoadenosine 3', 5 '-cyclic Monophosphat (8-Br-cAMP)
  • Zu chemotactic spezifische Acrasin verwenden in Dictyostelium discoideum.
  • phosphodiesterase 4 (PDE 4), der LAGER erniedrigt

Zusätzliche Images

Image:CAMP.PNG|cAMP, der auf drei Weisen vertreten ist

Image:ATP chemische Struktur png|Adenosine triphosphate

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Karotin / Cimabue
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