Ciklična struktura in funkcije ojačevalnika

On Ciklični ojačevalnik tudi Adenozin 3 ', 5'-monofosfat To je ciklični nukleotid, ki deluje kot sekundarni sel in to je del osnovnih elementov biokemičnega nadzora in znotrajcelične komunikacije v mnogih živih organizmih.

Njegov obstoj sta pred skoraj 70 leti pokazala Sutherland in Rall (1958), ki sta opisal pojav kopičenja tega nukleotida v jetrnih celicah kot rezultat uporabe epinefrina (adrenalin).

Kemična struktura cikličnega ojačevalnika (vir: Wesalius [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Od svojega odkritja je bil ciklični AMP pri sesalcih povezan z delovanjem številnih hormonov, z endokrinim in eksokrinim izločanjem, s sproščanjem nevrotransmiterjev v sinapsah in nevromuskularnih sindikatih, med številnimi drugimi funkcijami.

Njegovo sintezo katalizirajo tri družine beljakovin, povezanih s plazemsko membrano, znano kot adenilciciklasas ali adenilat ciklazaze, ki lahko proizvajajo ciklično spojino iz ATP in sproščajo pirofosfat znotraj celice.

Njegova razgradnja na drugi strani posredujejo encimi iz družine fosfodiesterjev, ki so topni beljakovine, ki so večinoma v citosolu.

Ti encimi in s tem ciklični AMP najdemo v izjemno raznolikih organizmih, tako preprostih kot enocelične alge in številne druge mikroorganizme (bakterije in drugi) in tako zapletene kot večcelične živali z zapletenimi signalnimi potmi.

Čeprav je njegova prisotnost v rastlinah razlog za razpravo, obstajajo določeni dokazi, ki kažejo, da imajo nekatere rastlinske vrste adenilacijsko aktivnost ciklasa, čeprav njihova funkcija ni bila zadovoljivo določena.

[TOC]

Struktura

Kemična struktura cikličnega AMP je bila razjasnjena s kristalografijo X -Rara in študije protonske jedrske magnetne resonance.

To je stabilna ciklična molekula ("Toplotno stabilna ") in bolj stabilna do alkalne hidrolize kot njen neciklični kolega, AMP ali adenozin monofosfat.

Vam lahko služi: alcaloidi

Tako kot vsi fosfatni nukleotidi ima tudi ciklični AMP fosfatno skupino, pritrjeno na ogljikov kisik v 5 'položaju molekule riboze, ki je posledično vezana na dušikovo bazo heterocikličnega obroča z ogljikom v položaju 1' in to ustreza adeninu.

Skupina fosfata s sladkorjem riboza se za razliko od necikličnih fosfatnih nukleotidov združi trans prek fosfodiésterjeve povezave z ogljikovimi kisiki iz položaja 3 'in 5' riboze (3 ', 5'-trans-Spojen fosfat).

Ta zveza omejuje gibanje Furano Ring, ki tvori ribozo in zajema fosfatno skupino v tvorbi "stolčka".

V primerjavi z necikličnimi nukleotidi so ciklični AMP in drugi povezani nukleotidi manjši in molekule nižje polarnosti, kar je pomemben dejavnik za njihovo razlikovanje z beljakovinami, ki se nanje odzivajo.

Konformacija glikozidne povezave med ribozo in adeninskim obročem ima nekaj svobode vrtenja. To je tudi pomemben strukturni parameter za njegovo razlikovanje glede na druge nukleotide (ne samo, da je identiteta dušikove baze).

Funkcije

Kot sekundarni sel se ciklični ojačevalnik sodeluje pri aktivaciji številnih signalnih procesov (po njegovi sintezi) ali pri aktiviranju različnih encimov "navzdol" v signalnem slapu, s katerim se pojavlja.

Sodelujte v jetrni glikogenolizi in pri sproščanju insulina iz trebušne slinavke, v osvoboditvi amilaze iz sline in v delovanju estrogena v maternici.

Lahko vam služi: Neobdelani lipidi: Funkcije in klasifikacija

Ima univerzalne funkcije pri nadzoru genetske ekspresije in pri integraciji več presnovnih funkcij. Številni citokini za izvajanje svojih funkcij uporabljajo tako kalcij kot ciklični ojačevalnik.

Med hormoni, ki uporabljajo ciklični AMP v svojih signalnih procesih (bodisi s povečanjem ali zmanjšano medcelično koncentracijo), lahko med drugim vključujejo kateholamine, glukagon, vazopresin, paratiroidni hormon, prostaglandini, insulin, melatonin in adrenalin.

Druga od njegovih številnih funkcij je zaviranje rasti, diferenciacije in širjenja T sesalcev pri sesalcih, verjetno z aktivacijo ali indukcijo represorja regulativnih citokinov teh procesov v takšnih celicah.

Ciklični AMP in ciklazni adenilat, ki ga proizvajajo, je povezan tudi s funkcijo številnih beljakovinskih receptorjev, povezanih z beljakovinami, ki so povezani z različnimi signalnimi mehanizmi in drugimi celičnimi procesi velikega pomena.

Pri presnovi glukoze

Pri sesalcih ima ciklični AMP funkcije pri regulaciji glikolitične in glukoneogene poti.

Mehanizem pomeni udeležbo hormona glukagona pri aktivaciji jetrne adenilat ciklaze, kar povzroči znatno povečanje koncentracije cikličnega AMP.

Ta ciklični ojačevalnik aktivira AMPC odvisen kinazni protein, ki fosforilira.

Kako se pojavi postopek signalizacije, ki vključuje ciklični ojačevalnik?

Prvi glasnik (iz spremenljive kemijske narave), ki doseže določeno celico, ko zunanji dražljaj deluje z encimom adenilat ciklaze v plazemski membrani, kar povzroči proizvodnjo cikličnega AMP.

Lahko vam služi: biološke aplikacije v kmetijstvu

Povečanje ciklične koncentracije AMP deluje pri aktivaciji drugih dejavnikov (na splošno encimskih), ki imajo med drugim dodatne funkcije pri zaviranju ali aktivaciji presnovnih ali genskih transkripcijskih procesov.

Ki aktivira ciklični ojačevalnik?

Ena glavnih funkcij, povezanih s to regulativno molekulo, je aktiviranje fosforilasto ali kinaznih encimov, ki katalizirajo dodajanje ali odstranjevanje fosforilnih skupin na druge beljakovine in encime.

Običajno navdušenje celice spremlja povečanje ciklične koncentracije AMP, sočasno s povečanjem prevoza kalcija v celico, ki ima funkcije pri aktivaciji encimov adenilciciklasa, ki proizvaja ciklično proizvodnjo AMP.

Tako sinteza kot prenos sporočila ter razgradnja cikličnega ojačevalnika v celicah sta fino regulirani procesi, ki sodelujejo pri vzdrževanju telesne homeostaze.

Reference

1. Bopp, t., Becker, c., Klein, m., Klein-Heßling, s., Palmetshofer, a., Serfl, e.,... Schmitt in. (2007). Ciklični adenozin monofosfat je ključni sestavni del regulativne T -celice, posredovane. Časopis za eksperimentalno medicino, 204(6), 1303-1310.
2. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije. Omega izdaje (5. izd.).
3. Newton, r. Str., & Smith, c. J. (2004). Ciklični nukleotidi, 65, 2423-2437.
4. Rasmussen, h. (1970). Celična komunikacija, kalcijev ion in ciklični adenozin monofosfat. Znanost, 170, 404-412.
5. Rasmussen, h., & Tenenhouse, a. (1968). Ciklični adenozin monofosfat, Ca ++ in membrane. Biokemija, 59, 1364-1370.