Cyklický adenosinmonofosfát (cAMP, cyklický AMP nebo 3′-5′-cyklický adenosinmonofosfát) je molekula, která je důležitá v mnoha biologických procesech; je odvozena od látky známé jako adenosintrifosfát (ATP).
Syntéza a rozklad
cAMP je syntetizován z ATP adenylyl cyklázou, která je umístěna na buněčných membránách. Adenylyl cykláza je aktivována hormony glukagon a epinefrin aktivací receptorů spřažených s adenylyl cyklázou stimulujících G (Gs) a inhibována agonisty receptorů spřažených s adenylyl cyklázou inhibujících G (Gi)-protein. Jaterní adenylyl cykláza reaguje silněji na glukagon a svalová adenylyl cykláza reaguje silněji na adrenalin.
cAMP rozklad na AMP je katalyzován enzymem fosfodiesterázou.
cAMP je druhým poslem, který se používá pro intracelulární transdukci signálu, jako je přenos účinků hormonů jako je glukagon a adrenalin, které se nemohou dostat přes buněčnou membránu. K jeho účelům patří aktivace proteinkináz a regulace účinků adrenalinu a glukagonu. Používá se také k regulaci průchodu Ca2+ iontovými kanály.
Epinefrin (adrenalin) váže svůj receptor, který se asociuje s heterotrimerickým G proteinem. G protein se asociuje s adenylyl cyklázou, která konvertuje ATP na cAMP, čímž šíří signál (více detailů…)
U lidí cyklický AMP působí tak, že aktivuje proteinkinázu A (PKA, také známou jako cAMP-dependentní protein kináza). Ta je normálně neaktivní jako tetramerický holoenzym, který se skládá ze 2 katalytických a 2 regulačních jednotek (C2R2), přičemž regulační jednotky blokují katalytická centra katalytických jednotek.
Cyklický AMP se váže na specifická místa na regulačních jednotkách proteinkinázy a způsobuje disociaci mezi regulačními a katalytickými podjednotkami, čímž aktivuje katalytické jednotky a umožňuje jim fosforylovat substrátové proteiny.
Další účinky tedy závisí na cAMP-dependentní proteinkináze, které se nacházejí ve funkci cAMP-dependentní protein kinázy. Tyto účinky závisí na typu buňky, ale zahrnují regulaci metabolismu glykogenu, cukru a lipidů. Cyklická AMP aktivuje protein kinázu A vazbou na její dvě regulační podjednotky, což způsobuje uvolnění aktivních katalytických podjednotek. Aktivní podjednotky katalyzují přenos fosfátu z ATP do specifických serinových nebo threoninových zbytků proteinových substrátů. Fosforylované proteiny mohou působit přímo na iontové kanály buňky nebo se mohou stát aktivovanými nebo inhibovanými enzymy. Protein kináza A může také fosforylovat specifické proteiny, které se vážou na promotorové oblasti DNA, což způsobuje zvýšenou expresi specifických genů. Ne všechny protein kinázy reagují na cAMP: několik typů protein kináz není závislých na cAMP, například protein kináza C.
Role cAMP u lidského karcinomu
Některé výzkumy naznačují, že deregulace cAMP drah a aberantní aktivace genů kontrolovaných cAMP je spojena s růstem některých druhů rakoviny.
Role cAMP u prefrontálních poruch kůry
Nedávný výzkum může naznačovat, že cAMP ovlivňuje funkci myšlení vyššího řádu v prefrontální kůře mozkové prostřednictvím regulace iontových kanálů zvaných hyperpolarizací aktivované cyklické nukleotidově řízené kanály (HCN). Když cAMP stimuluje HCN, tyto brány se otevřou, čímž se mozková buňka uzavře komunikaci, čímž se naruší funkce prefrontální kůry mozkové. Tento výzkum je zajímavý pro vědce studující mozek, zejména degradaci vyšších kognitivních funkcí při ADHD a stárnutí.