Ciklisks adenozīns monofosfāts ir molekula, kas no bioķīmiskā viedokļa tiek iegūta no adenozīna trifosfāta. Daudzos gadījumos ciklisks adenozīns monofosfātu vienkārši apzīmē ar saīsinājumu cAMP. Molekula darbojas kā tā sauktais otrais kurjers šūnu signālu pārnešanā. Šajā kontekstā ciklisks adenozīns monofosfāts galvenokārt kalpo noteiktu proteīnu kināžu veidu aktivizēšanai.
Kas ir cikliskais adenozīna monofosfāts?
Būtībā cikliskais adenozīna monofosfāts ir īpaša signālviela, kas no ķīmiskā viedokļa pieder nukleotīdu kategorijai. Daudzu signalizācijas kaskāžu ietvaros, kas saistītas ar hormoni kā arī metabolismu, molekula uzņemas otrā kurjera funkciju. Cikliskajam adenozīna monofosfātam ir a molārs masa no 329.21 gramiem uz vienu molu. Cikliskajam adenozīna monofosfātam ir svarīga loma vielmaiņas regulēšanā. Tā kā molekula aktivizē olbaltumvielu kināzes, tiek regulētas daudzas vielmaiņas funkcijas. Viens piemērs ir glikogēna sadalīšanās līdz glikoze. Cikliskajam adenozīna monofosfātam ir svarīga loma arī attiecībā uz lipolīzi, kā arī audu izdalīšanos hormoni, Piemēram, somatostatīns.
Funkcija, efekti un lomas
Ciklisko adenozīna monofosfātu organismā raksturo dažādas nozīmīgas funkcijas un iedarbība. Tāpēc molekulai ir svarīga loma funkcionējošā metabolismā un vispārējā cilvēka organismā veselība. Cikliskais adenozīna monofosfāts ir īpaši nozīmīgs proteīnkināžu aktivācijā. Molekula galvenokārt aktivizē A tipa olbaltumvielu kināzes. Izraisot fosforilēšanu, šīm vielām ir daudz iedarbību. Piemēram, viņi vadīt līdz fosforilēšanai kalcijs jonu kanāli. Rezultātā tiek atvērti attiecīgie kanāli. Turklāt tie izraisa arī tā saukto miozīna vieglo ķēžu kināžu fosforilēšanu. Tā rezultātā gludie muskuļi atslābina. Tajā pašā laikā atbilstošo muskuļu jutīgums pret kalcijs joni ir samazināti. Tomēr jāatzīmē, ka saskaņā ar pašreizējo medicīnisko pētījumu stāvokli nav galīgi noskaidrots, vai tas ir darbības mehānisms ir kāda nozīme in vivo. Cikliskais adenozīna monofosfāts arī noved pie noteiktu transkripcijas faktoru, piemēram, CREB, fosforilēšanas. Tas izraisa ciklisko adenozīna monofosfāta inducēto gēnu transkripciju. Turklāt cikliskais adenozīna monofosfāts arī veic daudzas svarīgas funkcijas baktērijas, kas savukārt var būt saistīts ar cilvēka organismu un attiecināms uz to. In baktērijas, cikliskais adenozīna monofosfāts darbojas kā tā sauktais bada signāls vai glikoze deficīta signāls. Tomēr tam ir pavisam cita darbības mehānisms. Šeit vielai ir svarīga loma glikoze kā arī laktoze un ar to saistītā regulatīvā ķēde. Ja attiecīgajā vidē ir glikoze, gēni t.s. laktoze operons ir izslēgts. Šim efektam ir jēga, jo laktoze šajā gadījumā ir pārāk dārga un nav nepieciešama. Ja ir glikoze, cikliskajam adenozīna monofosfātam parasti ir tikai zems koncentrācija. No otras puses, ja tiek izņemta glikoze, tad koncentrācija palielinās, aktivējot baktēriju adenililciklāzi. Šajā procesā specifisks transporta proteīns fosforilē. Tas saistās ar citu molekulu un to aktivizē. Pēc tam cikliskais adenozīna monofosfāts saistās ar tā saukto katabolīta aktivatora olbaltumvielu. To sauc arī par cAMP receptoru proteīnu. Olbaltumviela aktivizē atbilstošā transkripcijas faktoru gēns. Rezultātā laktozes uzņemšana sākas bada apstākļos.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālie līmeņi
Cikliskais adenozīna monofosfāts tiek sintezēts un metabolizēts īpašos apstākļos. Pēc vielas saistīšanās ar noteiktu signālu molekulas veidošanās notiek daudzās cilvēka ķermeņa šūnās molekulas vai ar G-olbaltumvielām saistīti receptori. Šajā procesā tiek aktivizēta G proteīna alfa apakšvienība. Tā rezultātā adenilāta ciklāze no ATP veido ciklisku adenozīna monofosfātu. Šajā procesā pirofosfāts tiek atdalīts un atlikušo daļu esterificē fosfāts grupa ar citu grupu riboze notiek. Degradācijas laikā tas esteris saiti sašķeļ fosfodiesterāzes ferments. Kad noteiktu receptoru aktivizē hormons, piemēram, glikagons, smaržviela vai neiromeditors piemēram, norepinefrīns, notiek ar membrānu saistītā adenililciklaza stimulācija. Tas ir atbildīgs par šūnu ATP pārveidošanu cikliskajā adenozīna monofosfātā. Ir zināms, ka forskolīns tieši stimulē adenililciklāzi. Cikliskā adenozīna monofosfāta sadalīšanās procesā par adenozīna monofosfātu fosfodiesterāzes fermentam ir svarīga loma kā katalizatoram. Šajā procesā kofeīns ir inhibējoša iedarbība uz fermentu.
Slimības un traucējumi
Tā kā cikliskais adenozīna monofosfāts uzņemas svarīgas funkcijas, piemēram, vielmaiņas procesu regulēšanā cilvēka organismā, traucējumiem ir attiecīgi nopietna ietekme. Īpaši hormonu metabolismam cikliskais adenozīna monofosfāts ir svarīga molekula ar starpniecības funkcijām. Cikliskais adenozīna monofosfāts galvenokārt veicina fermenti šūnu iekšpusē. Šie fermenti ir svarīga loma vielmaiņas procesā proteīni, piemēram. Ja tiek traucēta cikliskā adenozīna monofosfāta sintēze vai pārnešana, attiecīgie vielmaiņas procesi vairs netiek veikti bez kļūdām, kas atkarībā no ietekmētā vielmaiņas procesa pasliktina veselība un nepieciešama endokrinoloģiska terapija.
