Cyclisches Adenosinmonophosphat

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
Gefahrensymbol
Gefahr
H- und P-Sätze H:
  • Verursacht schwere Augenschäden.
  • Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
P:
  • Bei Verschlucken: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen.
  • Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/… tragen.
  • Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
  • Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.

Cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) ist ein biochemisch vom Adenosintriphosphat (ATP) abgeleitetes Molekül, das als Second Messenger bei der zellulären Signaltransduktion dient und insbesondere zur Aktivierung vieler Peptidhormone (Proteinkinasen) führt.

Strukturformel
Strukturformel des cyclischen Adenosinmonophosphats
Allgemeines
Name Cyclisches Adenosinmonophosphat
Andere Namen
  • Adenosin-3′,5′-monophosphat
  • cyclisches AMP
  • cyclo-AMP
  • cAMP
  • ADENOSINE CYCLIC PHOSPHATE (INCI)
Summenformel C10H12N5O6P
Kurzbeschreibung farbloser Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 60-92-4
EG-Nummer 200-492-9
ECHA-InfoCard 100.000.448
PubChem 6076
ChemSpider 5851
DrugBank DB02527
Eigenschaften
Molare Masse 329,21 g/mol
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 260 °C (Zersetzung)
Löslichkeit schlecht in Wasser

cAMP-Synthese und -Abbau

Durch Aktivierung eines G-Protein-gekoppelten Rezeptors durch ein Hormon (z.B. Glucagon), einen Neurotransmitter (z.B. Noradrenalin) oder einen Geruchsstoff wird die membranständige Adenylylcyclase stimuliert. Diese wandelt zelluläres ATP zu cAMP um. Ein bekannter direkter Stimulator der Adenylylcyclase ist Forskolin.

Der Abbau von cAMP zu AMP (Adenosinmonophosphat) wird durch einige Mitglieder aus der Enzymgruppe der Phosphodiesterasen katalysiert. Coffein ist ein unselektiver Inhibitor dieser Enzymgruppe.

Funktionen

Aktivierung von Proteinkinasen

cAMP aktiviert Proteinkinasen vom Typ A (PKA). Diese führen über eine Phosphorylierung verschiedener zellulärer Proteine zu vielfältigen Effekten, z.B.:

Aktivierung cAMP-regulierter Ionenkanäle

cAMP bindet neben cGMP an eine Gruppe von CNG-Ionenkanälen, die eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung olfaktorischer Signale spielen.

Aktivierung von EPAC

EPAC (Exchange Protein activated by cAMP) sind cAMP-bindende Proteine, die als EPAC/cAMP-Komplex den Austausch von GDP gegen GTP katalysieren und somit direkt kleine GTPasen der Ras-Familie (Rap1 und Rap2) aktivieren, was dazu führt, dass MAP-Kinasen aktiviert werden.

Weitere Funktionen des Komplexes beziehen sich u.a. auf die Insulinsekretion aus den B-Zellen des Pankreas.

Stoffwechselregulation

Durch Aktivierung von Proteinkinasen werden zahlreiche Stoffwechselfunktionen reguliert. Beispiele sind der Glykogen-Abbau zu Glucose, die Lipolyse und die Ausschüttung von Gewebshormonen wie Somatostatin.

cAMP in Bakterien

cAMP ist bereits bei Bakterien als Hungersignal (Glucose-Mangelsignal) zu finden, jedoch ist seine Wirkungsweise hier eine völlig andere: das Molekül ist Teil einer Glucose-Repression der Lactose-Verwertung des genannten Regelkreises.

Ist nämlich Glucose (Glc) im Medium vorhanden, so sind die Gene des Lactose-Operons (lac-Operons) ruhiggestellt. Dies ist sinnvoll, da die Verwertung von Lactose (Lac) unter diesen Idealbedingungen überflüssig wäre.

Lactose-Operon: cAMP als Hungersignal in Bakterien. Zum Überleben bei Glucose (Glc-) Mangelsituationen besitzt das Bakterium (Escherichia coli) eine kontrollierbare Gen-Einheit (Operon), die bei Bedarf die Aufnahme und Verwertung von Lactose (Lac) ermöglicht. Dieser Vorgang erfordert zwei Signale:
1. cAMP aktiviert bei Glc-Mangel das CAP-Protein, welches direkt am Promotor (p) bindet und dessen Aktivierung unterstützt;
2. Lac bindet an ein Repressorprotein (REP); dieses löst sich daraufhin von der Operator-Sequenz (o) und gibt die Transkription der Geneinheit lacZYA frei.
Bei Verfügbarkeit von Glc sinkt der cAMP-Spiegel durch Inhibition der Adenylylzyklase (AC). Die Rolle eines Glucose-Transportproteins (TP) bei diesem Vorgang wird im Text beschrieben.

Siehe auch

Trenner
Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
Seitenende
Seite zurück
© biancahoegel.de
Datum der letzten Änderung: Jena, den: 09.01. 2024