Funciones fisiológicas del AMP cíclico
La regulación del metabolismo celular mediante el AMP cíclico. CAMP regula muchos procesos metabólicos de las células regulando la actividad de las enzimas. En presencia de ATP, la PKA puede activar las actividades de muchas enzimas metabólicas clave en las células (como la lipasa) o inhibir la actividad de ciertas enzimas (como la glucógeno sintasa I activa), lo que en última instancia conduce a la aceleración de ciertas reacciones metabólicas. inhibir (Yi Jianhua, 1981). En 1962, Krebs et al. estudiaron la regulación del AMPc en la síntesis de glucógeno y los sistemas enzimáticos de glucogenólisis. Las hormonas como la epinefrina y el glucagón pueden aumentar los niveles de CAMP y activar la PKA, que a su vez activa la fosforilación quinasa de glucógeno y fosforila la glucógeno fosforilasa, convirtiendo así la glucógeno fosforilasa de la forma b inactiva en la forma activa a, que cataliza la descomposición del glucógeno en. 1-P-glucosa. El AMPc puede fosforilar la glucógeno sintasa a través de la PKA, lo que lleva a la conversión de la glucógeno sintasa a activa en glucógeno sintasa b inactiva, inhibiendo así la síntesis de glucógeno. El AMPc también puede activar una enzima clave en la glucólisis: la fosfofructoquinasa, que cataliza la fructosa 6-fosfato para generar 1,6-H fructosa fosfato. Además, el AMPc también puede evitar que el ATP inhiba la fructosa fosfato. Además, CAMP también puede activar la lipoproteína quinasa a través de PKA, activando la fosforilación de ácidos grasos, una enzima clave para la lipólisis, promoviendo así la hidrólisis de la grasa en glicerol y ácidos grasos libres. Los ácidos grasos se transfieren a la sangre, se unen a la albúmina sérica y luego se transportan a otros tejidos, especialmente el corazón, los músculos, los riñones y otros tejidos, donde entran en oxidación y ciclos ácidos de tres barcos para producir ATP, que se utiliza como fuente de energía para las células. El AMPc también puede activar la proteína quinasa del anhídrido carbónico, que puede fosforilar la anhidrasa carbónica y activarla, catalizando el CO2 para formar ácido carbónico, que luego se descompone para liberar H+, que desempeña un papel importante en la regulación del equilibrio ácido-base de las células, y esto El proceso puede aumentar el ácido gástrico, lo que es beneficioso para la digestión (Yi Jianhua, 1981; Sun Daye et al., 1997).
Efecto del AMP cíclico sobre la síntesis y secreción hormonal
El AMPc tiene la función de regular la síntesis de neurotransmisores y promover la secreción hormonal (Gerosa, 1980). Una gran cantidad de experimentos han demostrado que algunos estimulantes secundarios promueven la síntesis de hormonas secundarias a través de la vía del AMPc. Después de que la hormona adrenocorticotrópica se une a las células suprarrenocorticales, activa la AC, aumenta la concentración de AMPc y activa la PKA, que fosforila y activa las sintasas de corticosterona y aldosterona. En las células del ovario ocurre una situación similar. La hormona folículo estimulante aumenta la síntesis de estradiol y progesterona a través de la vía del AMPc (Sun Daye et al., 1997). El AMPc puede inducir la liberación de GH, promoviendo así la síntesis de proteínas, ADN y ARN en el hígado, y puede mejorar la lipólisis y estimular la síntesis de proteínas del cuerpo (Dana et al., 1989; Canoed et al., 1985).
El impacto del AMP cíclico en la función inmune
Ruan Hui et al (2001) descubrieron al explorar el efecto regulador de las sustancias mensajeras celulares sobre la función inmune cuando las aves de corral son infectadas por microorganismos patógenos. Después de ser expuestos a una cepa virulenta del virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa (IBDV), la actividad del eje glándula pituitaria-glándula dorsal de los pollos de engorde mejoró y se produjo una respuesta inmune específica contra el IBDV. El contenido sérico de AMPc aumentó, lo que indica la Actividad del eje glándula pituitaria-suprarrenal. El aumento mejorado del AMPc está relacionado con la síntesis de macromoléculas efectoras en las células inmunes específicas del IBDV.
Regulación de la actividad de las proteínas de membrana por el AMP cíclico
El AMPc puede promover la fosforilación de ciertas proteínas en las membranas celulares no neuronales y cambiar su configuración, regulando así la respuesta de la membrana a algunas permeabilidades. de materia. Por ejemplo, en los glóbulos rojos, el AMPc activa las proteínas quinasas de la membrana celular y fosforila la proteína espectina de la membrana, que desempeña un papel extremadamente importante en la regulación de las propiedades físicas y químicas de la membrana de los glóbulos rojos y la morfología de los glóbulos rojos. células sanguíneas. En las plaquetas, el AMPc puede estimular eficazmente la fosforilación de una proteína con un peso molecular de 22.000 en la membrana a través de APK, y regular la agregación, contracción y otras funciones plaquetarias a través de su impacto en la absorción de calcio. En los cardiomiocitos, el AMPc puede fosforilar los canales de calcio de los cardiomiocitos, aumentando la permeabilidad de la membrana al Ca2+, lo que resulta en un aumento del influjo de Ca2+, aumento de la contractilidad del miocardio y aceleración de la frecuencia cardíaca. En experimentos con riñones, se ha demostrado que la vasopresina y otras sustancias cambian las propiedades físicas de las membranas celulares a través del AMPc y aumentan la absorción de agua (Yi Jianhua, 1981; Sun Daye et al., 1997).
Los efectos del AMP cíclico en las células nerviosas
McAfee (1971) demostró por primera vez que el AMPc está implicado en la transmisión sináptica ganglionar. Actualmente se cree que cuando se excitan determinadas células nerviosas, las terminales nerviosas presinápticas liberan transmisores que actúan sobre los receptores correspondientes de la membrana postsináptica y activan la AC, sintetizan AMPc en la membrana postsináptica y luego activan la PKA, a través de la proteína de la membrana. Cambios de fosforilación la permeabilidad de la membrana a los iones, afectando así la excitabilidad de las células nerviosas. El tejido nervioso contiene altos niveles de AMPc y sus enzimas reguladoras del metabolismo. Hay grandes cantidades de AMPc en el cerebro, la médula espinal, el líquido cefalorraquídeo y los nervios periféricos. En el cerebro de los vertebrados, el contenido de AMPc es mayor, aproximadamente 10 veces mayor en los tejidos no nerviosos, y los niveles de AC y AMPc fosfodiesterasa también son de 10 a 20 veces mayores que en otros tejidos. Lo anterior muestra que la tasa de síntesis y descomposición de CAMP en el tejido nervioso es mucho mayor que en otros tejidos, y el AMPc desempeña un papel importante en el tejido nervioso (Sun Daye et al., 1997).
Regulación de la expresión génica por AMP cíclico
El AMP es una importante sustancia reguladora de la expresión génica (Monall, 1991). En procariotas, se considera que el AMPc activa directamente la ARN polimerasa para promover la transcripción, es decir, promover la transcripción del InRNA mediante la fosforilación del factor 6 de la enzima. Las investigaciones de los últimos años han demostrado que el papel del AMPc en las células eucariotas está relacionado con la regulación de los factores de transcripción. Montndny et al. (1986) encontraron que los promotores de muchos genes eucarióticos con transcripción inducida por AMPc contienen una secuencia palindrómica de 8 pares de bases consistente o casi idéntica 5'-TGACGTCA-3', que se denominó secuencia de respuesta a AMPc (cAM). -responsi, ele. nt, CRE), es una parte importante de estos genes para reconocer señales de AMPc. Al mismo tiempo, también descubrieron que la expresión del gen diana inducida por AMPc también requiere la activación de PKA. Los niveles elevados de AMPc activan la PKA, que puede mediar la expresión génica inducida por AMPc mediante la fosforilación de ciertos factores de transcripción específicos (Montndny et al., 1986). Muchos experimentos han demostrado que la PKA puede fosforilar histonas. Debido a cambios en el estado de carga y la conformación, las histonas fosforiladas se unen débilmente al ADN y se separan, liberando así la inhibición de las histonas en este gen y permitiendo que continúe la transcripción. Otro experimento encontró que la PKA puede fosforilar proteínas no histonas in vitro. Las proteínas ácidas fosforiladas se vuelven más ácidas y tienen más cargas negativas. Tienen una fuerte afinidad con las histonas cargadas positivamente y se unen entre sí, lo que hace que las histonas sean más ácidas. y el ADN se separan, y la inhibición del ADN por las histonas se libera para continuar con la transcripción (Yi Jianhua, 1981; Sun Daye et al., 1997).
La regulación de la proliferación y diferenciación celular mediante AMP cíclico. La proliferación y diferenciación celular son dos características básicas de las células. La proliferación incluye el crecimiento celular, la replicación del ADN y la división celular, y se logra a través del ciclo celular. La diferenciación significa que el ADN de la célula se transcribe en ARNin, que luego se sintetiza en proteínas específicas (enzimas), lo que en última instancia conduce a diversas diferencias en la forma, estructura, composición bioquímica y función de las células. La proliferación y diferenciación celular son un par de procesos conectados y contradictorios, y el AMPc desempeña un papel importante en la regulación de estas contradicciones (Burgering et al., 1995; Dumont et al., 1989). El AMPc puede inhibir la división celular y promover la diferenciación de células aisladas. Por lo tanto, cualquier factor que pueda aumentar el contenido de AMPc en las células puede reducir la tasa de crecimiento de las células, inhibir la proliferación celular y promover la diferenciación celular. Miyasaki (1992) creía que el AMPc tiene un efecto dual sobre la proliferación celular, es decir, tiene un efecto promotor de la proliferación celular en la fase GO o G1 temprana, y un efecto inhibidor en la fase G1 tardía.
Además, el AMPc tiene una cierta relación con los tumores. El contenido de AMPc en las células normales y en las células tumorales es diferente. En las células tumorales, el nivel de AMPc es generalmente más bajo que el de las células normales.