CAMP
Wikipedia
- Teknisten rajoitusten vuoksi artikkelin yllä näkyvä otsikko on virheellisessä muodossa. Oikea kirjoitustapa on: cAMP.
cAMP tulee englanninkielisestä nimestä cyclic AMP, eli suomeksi syklinen adenosiinimonofosfaatti. Se on adenosiinitrifosfaatin johdannainen, jonka muodostumista ATP:stä katalysoi adenylaattisyklaasi-entsyymi. cAMP liittyy mm. soluviestintään ja limasieniin. cAMP:in biologinen rooli useampisolullisissa organismeissa on solunsisäisenä toisiolähettimolekyylinä, koska se ei pysty diffusoitumaan solukalvojen läpi.
[muokkaa] cAMP ja soluviestintä
cAMP:in rooli soluviestinnässä on toisiolähettinä. Kun solun ulkopuolinen signaaliärsyke (esimerkiksi adrenaliini) havaitaan reseptoriproteiinissa, johtaa se tietyissä tapauksissa cAMP:n solunsisäiseen tuotantoon, mikä puolestaan aktivoi eteenpäin kinaasiproteiineja, tai esimerkiksi solukalvolla sijaitsevia ionitunneliproteiineja. cAMP-reseptori aktivoi G-proteiinin, joka puolestaan aktivoi solukalvolla sijaitsevan adenylaattisyklaasin (AS), joka katalysoi cAMP:n tuotantoa ATP:stä. Tämä vahvistaa signaalia, koska yksi ulkoisen ärsykkeen reseptori aktivoi useita G-proteiineja, jotka aktivoivat useita AS-proteiineja, jotka puolestaan syntetisoivat useita cAMP-molekyylejä. Aistielimissä syklinen AMP avaa Na+-tunneleita johtaen solukalvon depolarisaatioon ja informaation etenemiseen hermoa pitkin aivoihin. Solukalvo depolarisoituu, koska Na+ ioneja pumpataan aktiivisesti ulos solusta, jolloin se vuotaa spontaanisti takaisin soluun, kun natriumionille spesifinen tunneli avautuu depolarisoiden kalvon. Kalvo palaa takaisin alkuperäseen tilaansa jatkuvan Na+ ulospumppauksen seurauksena ja informaatiota voidaan lähettää aivoihin uudestaan.
Kaskaadin yleinen alasregulointi tapahtuu fosfodiesteraasi-entsyymin taholta, joka katalysoi cAMP:n muuttamista AMP:ksi. Alasregulointi on tärkeää, jotta solu voi reagoida ärsykkeeseen uudestaan. Esimerkiksi kofeiini inhiboi fosfodiesteraasia johtaen cAMP:n akkumuloitumiseen. Tämä voi esiintyä hallitsemattomana lihastärinänä, koska cAMP toimii toisiolähettinä mm. signaalikaskaadissa, joka johtaa glykogeenin hajoittamiseen glukoosiksi. Tämä kaskaadi toimii usein yhteistyössä kaskaadin kanssa, joka johtaa lihaksen supistumiseen, jonka laukaisee puolestaan hermostollinen ärsyke (asetyylikoliini) riittävän glukoosikonsentraation varmistamiseksi lihaksen supistuessa.
Bakteeri Vibrio cholerae voi estää myös cAMP:n alasregulointia. Se erittää koleramyrkkyä, joka sitoutuu G-proteiinin α-yksikköön estäen sen GTPaasi-toiminnan. Tämä johtaa GTP:n jatkuvaan sitoutumiseen G-proteiinin α-yksikköön, joka jatkuvasti aktivoi adenylaattisyklaasia. Tämä johtaa n. 100-kertaiseen cAMP:n konsentraation kasvuun suolen epiteelisoluissa, mikä laukaisee epämiellyttävän Na+-ionien sisäänvuodon suoleen. Tämä johtaa vakavaan dehydraatioon ja hoitamattomana kuolemaan.
[muokkaa] cAMP ja Dictyostelium discoideum
Limasieni Dictyostelium discoideum elää kahdessa eri muodossa: vegetatiivisessa muodossa, jossa yksittäiset vapaat amebamaiset limasieniyksilöt elävät metsän pohjakerroksessa jakaantuen muutaman tunnin välein käyttäen bakteereja ravintonaan, ja ruuan puutteessa muodostuvassa monisoluisessa pseudoplasmodiossa, josta kehittyy myöhemmin itiöitä, joista syntyy lisää amebamaisia limasieniä. Monisoluisen rakenteen perustajasolut erittävät cAMP:tä, joka toimii kemiallisena attraktinttina ohjaten läheisiä limasieniä kerääntymään lähemmäs perustajasoluja. Limasienen solukalvossa on reseptorit cAMP:lle, jonka havaitessaan ne aloittavat solunsisäisen kaskaadin, joka johtaa pseudopodin ulkonemiseen ja kokonaisvaltaiseen liikkeeseen kohti cAMP:in erittäjää. Solut myös monistavat cAMP-signaalia eteenpäin johtaen muutaman minuutin välein esiintyvään cAMP-aaltoon kerääntymiskeskuksesta, joka liikkuu n. 2 cm tunnissa.
cAMP-reseptori on seitsemän kertaa solukalvon läpäisevä proteiini, joka puolestaan aktivoi heterotrimeerisiä G-proteiineja, kun cAMP sitoutuu siihen. G-proteiinit johtavat useisiin solusignaalikaskadeihin, jotka sisältävät muun muassa adenylaattisyklaasiriippuvaisen järjestelmän, joka johtaa cAMP-signaalin edelleenlähettämiseen, ja fosfolipaasi C-riippuvaisen fosfoinositiidi järjestelmän, joka laukaisee sytoskeletaalisia järjestelyitä johtaen pseudopodin muodostumiseen ja solun kokonaisvaltaiseen liikkeeseen kohti cAMP-lähdettä. Adenylaattisyklaasi-riippuvainen järjestelmä käyttää niini kään cAMP:tä toisiolähettinä, jonka solunsisäisen konsentraation kasvu johtaa cAMP-reseptorin toiminnan tilapäiseen estymiseen. Tämä johtaa oskilloiviin cAMP-konsentraatioaaltoihin ylitse populaation.
