Tsükliline adenosiinmonofosfaat

Milles tsükliline adenosiinmonofosfaat on molekul, mis tekib biokeemilisest aspektist adenosiintrifosfaadist. Tsükliline adenosiinmonofosfaat on paljudel juhtudel ainult lühendiga cAMP määratud. Molekul toimib rakkude poolt signaali ülekande kontekstis niinimetatud teise sõnumitoojana. Tsüklilise adenosiinmonofosfaadi peamine eesmärk on teatud tüüpi proteiinkinaaside aktiveerimine.

Mis on tsükliline adenosiinmonofosfaat?

Põhimõtteliselt on tsükliline adenosiinmonofosfaat eriline signaalaine, mis keemilisest aspektist kuulub nukleotiidide kategooriasse. Arvukate signaalikaskaadide kontekstis, mis on seotud hormoonide ja ainevahetuse mõjuga, võtab molekul teise messengeri funktsiooni. Tsüklilise adenosiinmonofosfaadi molaarmass on 329,21 grammi mooli kohta.

Tsüklilisel adenosiinmonofosfaadil on olulised funktsioonid ainevahetuse reguleerimisel. Kuna molekul aktiveerib proteiinkinaase, toimub paljude metaboolsete funktsioonide reguleerimine. Selle näiteks on glükogeeni jagunemine glükoosiks. Tsüklilisel adenosiinmonofosfaadil on oluline roll ka lipolüüsil ja koehormoonide nagu somatostatiin vabastamisel.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Tsüklilist adenosiinmonofosfaati iseloomustab palju olulisi funktsioone ja toimeid organismis. Seetõttu mängib molekul olulist rolli toimivas metabolismis ja inimese üldises tervises.

Tsükliline adenosiinmonofosfaat on eriti oluline proteiinkinaaside aktiveerimisel. Molekul aktiveerib peamiselt A-tüüpi proteiinkinaase .Fosforüülimise tagajärjel avaldavad need ained arvukalt toimeid. Näiteks põhjustavad need kaltsiumiioonikanalite fosforüülimist. Selle tulemusel vastavad kanalid avanevad. Lisaks põhjustavad nad ka nn müosiini kerge ahela kinaaside fosforüülimist. See lõdvestab silelihaseid.

Samal ajal väheneb vastavate lihaste tundlikkus kaltsiumiioonide suhtes. Tuleb siiski märkida, et meditsiiniliste uuringute praegune olukord ei ole lõplikult selgitanud, kas see toimemehhanism on asjakohane in vivo. Tsükliline adenosiinmonofosfaat põhjustab ka teatud transkriptsioonifaktorite, näiteks CREB, fosforüülimist. See põhjustab ka tsüklilise adenosiinmonofosfaadi indutseeritud geenide transkriptsiooni. Lisaks täidab tsükliline adenosiinmonofosfaat bakterites ka arvukalt olulisi funktsioone, mis võivad omakorda olla seotud inimorganismiga ja vastavad sellele.

Bakterites toimib tsükliline adenosiinmonofosfaat nn näljasignaalina või glükoosipuuduse signaalina. See näitab aga hoopis teistsugust toimemehhanismi. Aine mängib siin olulist rolli glükoosi mahasurumisel ning laktoosi ja sellega seotud kontrollsüsteemi kasutamisel. Kui glükoos on sobivas söötmes, lülitatakse nn laktoosioperoni geenid välja. See efekt on mõistlik, kuna laktoosi kasutamine on sel juhul liiga keeruline ja ebavajalik.

Kui on glükoosi, on tsüklilises adenosiinmonofosfaadis tavaliselt ainult madal kontsentratsioon. Teisest küljest, kui glükoos eemaldatakse, suureneb kontsentratsioon, aktiveerides bakteriaalse adenülüültsüklaasi. Teatud transpordiproteiin fosforüülitakse. See kombineerub teise molekuliga ja aktiveerib selle. Seejärel seob tsükliline adenosiinmonofosfaat nn kataboliidi aktivaatori valguga. Seda nimetatakse ka cAMP-retseptori valguks. Valk aktiveerib vastava geeni transkriptsioonifaktori. Selle tulemusel algab laktoosi tarbimine näljatingimustes.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Tsükliline adenosiinmonofosfaat sünteesitakse ja metaboliseeritakse eritingimustes. Molekuli moodustumine toimub keha arvukates inimrakkudes pärast seda, kui aine seostub teatud signaalmolekulide või G-valguga seotud retseptoritega. Aktiveeritakse G-valgu alfa-subühik. Selle tulemusel moodustab adenülaattsüklaas ATP-st tsüklilise adenosiinmonofosfaadi. Selle käigus eraldatakse pürofosfaat ja järelejäänud fosfaatrühm esterdatakse teise riboosirühmaga. Lagunemisel lõhustatakse seda estersidet ensüümi fosfodiesteraadid abil.

Kui teatud retseptorit aktiveerib hormoon, näiteks glükagoon, lõhnav aine või neurotransmitter, näiteks noradrenaliin, stimuleeritakse membraaniga seotud adenülüültsüklaasi. See vastutab rakulise ATP muundamise eest tsükliliseks adenosiinmonofosfaadiks. On teada, et forskoliin stimuleerib otseselt adenülüültsüklaasi. Ensüüm fosfodiesteraas mängib olulist rolli tsüklilise adenosiinmonofosfaadi lagunemisel adenosiinmonofosfaadiks katalüsaatorina. Kofeiinil on ensüümi pärssiv toime.

Haigused ja häired

Kuna tsüklilisel adenosiinmonofosfaadil on olulised funktsioonid, näiteks metaboolsete protsesside reguleerimisel inimorganismis, on häiretel vastavalt tõsine mõju. Tsükliline adenosiinmonofosfaat on oluline molekul, millel on vahendavad funktsioonid, eriti hormoonide metabolismil.

Tsükliline adenosiinmonofosfaat aitab peamiselt kaasa ensüümide aktiveerimisele rakkudes. Need ensüümid mängivad olulist rolli näiteks valkude metabolismis. Kui tsüklilise adenosiinmonofosfaadi süntees või edasikandumine on häiritud, ei tööta vastavad metaboolsed protsessid enam õigesti, mis sõltuvalt toimuvast metaboolsest protsessist mõjutab tervist ja nõuab endokrinoloogilist ravi.