cAMP Sentezi
Siklik AMP (cAMP), ATP'den sentezlenir ve plazma zarının iç tarafında bulunan adenilat siklaz tarafından üretilir; adenilat siklaz, hücrenin iç kısmında çeşitli yerlerde bağlı olarak bulunur. Adenilat siklaz, adenilat siklazı uyarıcı G (Gs)-protein bağlı reseptörler aracılığıyla aktive edilir. Adenilat siklaz, adenilat siklazı inhibe edici G (Gi)-protein bağlı reseptörlerin agonistleri tarafından inhibe edilir. Karaciğer adenilat siklazı glukagona daha güçlü yanıt verirken, kas adenilat siklazı adrenalin yanıtını daha güçlü şekilde gösterir.
cAMP'nin AMP'ye dönüşümü, fosfodiesteraz enzimi tarafından katalize edilir.
cAMP Hücre İçi Fonksiyonları
Siklik AMP (cAMP), hücre içi sinyal iletiminde kullanılan bir ikinci habercidir. cAMP, plazma zarı boyunca geçemeyen hormonlar gibi glukagon ve adrenalin gibi etkileri hücrelere iletmek için kullanılır. Ayrıca, protein kinazlarının aktivasyonunda da rol oynar. cAMP, HCN kanalları gibi iyon kanalları ve Epac1 ve RAPGEF2 gibi birkaç diğer siklik nükleotid bağlanan proteinlerin işlevlerini düzenleyerek onlara bağlanır.
Ökaryotik Hücrelerdeki Rolü
cAMP, glikojen, şeker ve lipid metabolizmasının düzenlenmesi dahil olmak üzere birkaç biyokimyasal süreçte kinaz işlevleri ile ilişkilidir.
Ökaryotlarda, siklik AMP, protein kinaz A aktivasyonu yoluyla çalışır. PKA genellikle iki katalitik ve iki düzenleyici birimden oluşan bir tetramerik holoenzim olarak inaktif halde bulunur (C2R2). Düzenleyici birimler, katalitik birimlerin katalitik merkezlerini bloke eder.
Siklik AMP, protein kinazının düzenleyici birimlerinde belirli yerlere bağlanır ve düzenleyici ile katalitik alt birimler arasında ayrılmaya neden olur, böylece katalitik birimler substrat proteinleri fosforile edebilir.
Aktif alt birimler, ATP'den belirli serin veya treonin kalıntılarına fosfat transferini katalize eder. Fosforile edilmiş proteinler, hücrenin iyon kanalları üzerinde doğrudan etkili olabilir veya aktive olmuş veya inhibe olmuş enzimler haline gelebilir. Protein kinaz A ayrıca DNA'nın promotör bölgelerine bağlanan belirli proteinleri de fosforile edebilir ve böylece transkripsiyonu artırabilir. Tüm protein kinazları cAMP'ye yanıt vermez. Protein kinaz C gibi bazı protein kinaz sınıfları cAMP-bağımlı değildir.
Ek Etkiler ve PKA- bağımsız Fonksiyonlar
PKA tarafından kontrol edilen etkilerin çoğu, hücre tipine bağlı olarak değişiklik gösterir. Ancak, cAMP'nin PKA bağımsız bazı işlevleri de vardır, örneğin, kalsiyum kanallarının aktivasyonu gibi. Bu, büyüme hormonunu serbest bırakan hormonun küçük bir yoludur.
Ancak, cAMP'nin çoğu etkisinin PKA tarafından kontrol edildiği görüşü artık geçerliliğini yitirmiştir. 1998'de, guanin nükleotid değişim faktörü (GEF) aktivitesi olan bir cAMP duyarlı protein ailesi keşfedilmiştir. Bu proteinler, cAMP tarafından aktive edilen değişim proteinleri (Epac) olarak adlandırılır ve Epac1 ve Epac2'yi içerir. Aktivasyon mekanizması, PKA'nınkine benzerdir: GEF bölgesi genellikle cAMP bağlanma bölgesini içeren N-terminal bölge tarafından maskelenmiştir. cAMP bağlandığında, bu bölge ayrılır ve şimdi aktif GEF bölgesi açığa çıkarak, Epac'ın Rap1 gibi küçük Ras benzeri GTPaz proteinlerini aktive etmesine izin verir.
Bakterilerdeki Rolü
Bakterilerde cAMP seviyesi, kullanılan büyüme ortamına bağlı olarak değişir. Özellikle, karbon kaynağı olarak glukoz kullanıldığında cAMP seviyesi düşer. Bu, glukozun hücreye taşınması sırasında bir yan etki olarak cAMP üreten enzim olan adenilat siklazın inhibisyonu nedeniyle gerçekleşir. cAMP reseptör proteini (CRP), aynı zamanda CAP (katabolit gen aktivatör proteini) olarak da adlandırılır, cAMP ile bir kompleks oluşturur ve böylece DNA'ya bağlanmak üzere aktive olur. CRP-cAMP kompleksi, glukozdan bağımsız enerji sağlayabilen bazı enzimlerin kodlandığı genler dahil olmak üzere çok sayıda genin ifadesini artırır.
Örneğin, cAMP, lac operonunun pozitif düzenlenmesinde rol oynar. Düşük glukoz konsantrasyonu ortamında, cAMP birikir ve CRP (cAMP reseptör proteini) üzerindeki allosterik bölgeye bağlanır. Bu protein aktif şekline gelir ve lac promotörünün amontaki belirli bir bölgeye bağlanır, böylece RNA polimerazın komşu promotöre bağlanması ve lac operonunun transkripsiyonunu başlatması daha kolay hale gelir, bu da lac operonunun transkripsiyon hızını artırır. Yüksek glukoz konsantrasyonunda, cAMP konsantrasyonu azalır ve CRP lac operonundan ayrılır.
Referanslar
- Rahman N, Buck J, Levin LR (November 2013). "pH sensing via bicarbonate-regulated "soluble" adenylate cyclase (sAC)". Front Physiol. 4: 343. doi:10.3389/fphys.2013.00343. PMC 3838963. PMID 24324443.
- ^ Ali ES, Hua J, Wilson CH, Tallis GA, Zhou FH, Rychkov GY, Barritt GJ (2016). "The glucagon-like peptide-1 analogue exendin-4 reverses impaired intracellular Ca2+ signalling in steatotic hepatocytes". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1863 (9): 2135–46. doi:10.1016/j.bbamcr.2016.05.006. PMID 27178543.
- ^ Bos, Johannes L. (December 2006). "Epac proteins: multi-purpose cAMP targets". Trends in Biochemical Sciences. 31 (12): 680–686. doi:10.1016/j.tibs.2006.10.002. PMID 17084085.
- ^ Anderson, Peter A. V. (2013-11-11). Evolution of the First Nervous Systems. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-0921-3.
- ^ Abramovitch, Rinat; Tavor, Einat; Jacob-Hirsch, Jasmine; Zeira, Evelyne; Amariglio, Ninette; Pappo, Orit; Rechavi, Gideon; Galun, Eithan; Honigman, Alik (15 February 2004). "American Association for Cancer Research (cAMP-responsive Genes and Tumor Progression)". Cancer Research. 64 (4): 1338–1346. doi:10.1158/0008-5472.CAN-03-2089. PMID 14973073. S2CID 14047485.
0 Yorumlar