Struttura e funzioni cicliche di amplificatore

Lui Amplificatore ciclico O Adenosina 3 ', 5'-monofosfato È un nucleotide ciclico che funziona come un messaggero secondario e che fa parte degli elementi di base del controllo biochimico e della comunicazione intracellulare in molti organismi viventi.

La sua esistenza è stata dimostrata quasi 70 anni fa da Sutherland e Rall (1958), che ha descritto il fenomeno dell'accumulo di questo nucleotide nelle cellule epatiche a seguito della somministrazione di epinefrina (adrenalina).

Struttura chimica dell'amplificatore ciclico (fonte: Wesalius [dominio pubblico] tramite Wikimedia Commons)

Dalla sua scoperta, l'amplificatore ciclico è stato associato nei mammiferi con l'azione di molti ormoni, con secrezione endocrina ed esocrina, con il rilascio di neurotrasmettitori in sinapsi e unioni neuromuscolari, tra molte altre funzioni.

La sua sintesi è catalizzata da tre famiglie di proteine ​​associate alla membrana plasmatica nota come adenilciciclasas o ciclasasi adenilate, in grado di produrre il composto ciclico dall'ATP e rilasciare il pirofosfato all'interno della cellula.

Il suo degrado, d'altra parte, è mediato dagli enzimi della famiglia delle fosfodiesteri, che sono proteine ​​solubili che sono principalmente nel citosol.

Questi enzimi, e quindi l'amplificatore ciclico, si trovano in organismi estremamente diversi, semplici come alghe unicellulari e molti altri microrganismi (batteri e altri) e complessi come animali multicellulari con complicate rotte di segnalazione.

Sebbene la sua presenza nelle piante sia una ragione di discussione, ci sono alcune prove che indicano che alcune specie vegetali hanno adenilato l'attività di ciclasa, sebbene la loro funzione non sia stata determinata in modo soddisfacente.

[TOC]

Struttura

La struttura chimica dell'AMP ciclico è stata chiarita dalla cristallografia a raggi X e da studi di risonanza magnetica nucleare protonica.

Questa è una molecola ciclica stabile ("Stabile al calore ") e più stabile all'idrolisi alcalina rispetto alla sua controparte non ciclica, AMP o adenosina monofosfato.

Può servirti: alcaloidi

Come tutti i nucleotidi di fosfato, l'amplificatore ciclico ha un gruppo di fosfato attaccato all'ossigeno a carbonio in una posizione 5 'di una molecola di ribosio, che a sua volta è legata a una base di azoto di anello eterociclico per carbonio in posizione 1' e che corrisponde a un adenina.

Il gruppo fosfato di zucchero ribosio, a differenza dei nucleotidi di fosfato non ciclico, viene unito trans Attraverso un collegamento al fosfodister con ossigeno carboni dalle posizioni 3 'e 5' del ribosio (3 ', 5'-trans-FUSO fosfato).

Questa unione limita il movimento dell'anello di furano che forma il ribosio e racchiude il gruppo fosfato in una formazione di "sedia".

Rispetto ai nucleotidi non ciclici, l'AMP ciclico e altri nucleotidi correlati sono molecole di polarità più piccole e più basse, il che è un fattore importante per la loro differenziazione da parte delle proteine ​​che rispondono a questi.

La conformazione del legame glicosidico tra il ribosio e l'anello di adenina ha una certa libertà di rotazione. Questo è anche un importante parametro strutturale per la sua distinzione rispetto ad altri nucleotidi (non solo l'identità della base di azoto).

Funzioni

Come messaggero secondario, l'AMP ciclico partecipa all'attivazione di molti processi di segnalazione (dopo la sua sintesi) o all'attivazione di diversi enzimi "a valle" nella cascata di segnalazione con cui si verifica.

Partecipare alla glicogenolisi epatica e al rilascio di insulina dal pancreas, nella liberazione dell'amilasi dalle ghiandole salivari e nell'azione degli estrogeni nell'utero.

Può servirti: lipidi non appuntibili: funzioni e classificazione

Ha funzioni universali nel controllo dell'espressione genetica e nell'integrazione di più funzioni metaboliche. Molte citochine usano sia il calcio che l'amplificatore ciclico per l'esecuzione delle loro funzioni.

Tra gli ormoni che usano l'AMP ciclico nei loro processi di segnalazione (per aumento o riduzione della concentrazione intracellulare) possono includere catecolamine, glucagone, vasopressina, ormone paratiroide, prostaglandine, insulina, melatonina e adrenalina, tra gli altri.

Un'altra delle sue numerose funzioni è quella di inibire la crescita, la differenziazione e la proliferazione dei mammiferi T nei mammiferi, probabilmente per attivazione o induzione di un repressore delle citochine regolatorie di questi processi in tali cellule.

AMP ciclico e ciclasi adenilato che lo produce sono anche correlati alla funzione di molti recettori delle proteine ​​GT accoppiate a proteina, che sono associati a vari meccanismi di segnalazione e altri processi cellulari di grande importanza.

Nel metabolismo del glucosio

Nei mammiferi, l'amplificatore ciclico ha funzioni nella regolazione del percorso glicolitico e gluconeogenico.

Il meccanismo implica la partecipazione dell'ormone del glucagone nell'attivazione dell'epatica dell'adenilato ciclasi, che provoca un notevole aumento della concentrazione di AMP ciclico.

Questo AMP ciclico attiva una proteina chinasi AMPC-dipendente che fosforilata.

Come si verifica il processo di segnalazione che coinvolge l'amplificatore ciclico?

Un primo messaggero (di natura chimica variabile) che raggiunge una cellula specifica mentre uno stimolo esterno interagisce con un enzima di adenilato ciclasi nella membrana plasmatica, inducendo la produzione di AMP ciclico.

Può servirti: applicazioni di biologia in agricoltura

L'aumento della concentrazione ciclica dell'AMP funziona nell'attivazione di altri fattori (generalmente enzimatici) che hanno ulteriori funzioni nell'inibizione o nell'attivazione di processi di trascrizione metabolica o genica, tra gli altri.

Chi attiva l'amplificatore ciclico?

Una delle principali funzioni associate a questa molecola regolatoria è l'attivazione di enzimi fosforila o chinasi, che catalizzano l'aggiunta o la rimozione dei gruppi fosforilici ad altre proteine ​​ed enzimi.

Normalmente, l'eccitazione di una cellula è accompagnata da un aumento della concentrazione ciclica dell'AMP, in concomitanza con un aumento del trasporto di calcio alla cellula che ha funzioni nell'attivazione degli enzimi adenilciciclasas che producono l'amplificatore ciclico -produzione.

Sia la sintesi che la trasmissione del messaggio e il degrado dell'amplificatore ciclico nelle cellule sono processi finemente regolati che partecipano al mantenimento dell'omeostasi del corpo.

Riferimenti

1. Bopp, t., Becker, c., Klein, m., Klein-heßling, s., Palmetshofer, a., Serfl, e.,... Schmitt, e. (2007). L'adenosina monofosfato ciclico è un componente chiave della singhioupressione mediata da cellule regolatorie. Il Journal of Experimental Medicine, 204(6), 1303-1310.
2. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Principi di biochimica Lechinger. Omega Editions (5 ° ed.).
3. Newton, r. P., & Smith, C. J. (2004). Nucleotidi ciclici, 65, 2423-2437.
4. Rasmussen, h. (1970). Comunicazione cellulare, ione calcio e adenosina monofosfato ciclico. Scienza, 170, 404-412.
5. Rasmussen, h., & Tenenhouse, a. (1968). Adenosina monofosfato ciclico, Ca ++ e membrane. Biochimica, 59, 1364-1370.