Μονοφωσφορική αδενοσίνη

Η μονοφωσφορική αδενοσίνη (Adenosine monophosphate, AMP), γνωστή και ως 5'-αδενυλικό οξύ, είναι ένα νουκλεοτίδιο. Το AMP αποτελείται από μια φωσφορική ομάδα, το σάκχαρο ριβόζη και την νουκλεοβάση αδενίνη. Είναι ένας εστέρας του φωσφορικού οξέος και του νουκλεοζίτη αδενοσίνη. Ως υποκαταστάτης έχει τη μορφή του προθέματος αδενυλυλ- (adenylyl-).

Η AMP παίζει σημαντικό ρόλο σε πολλές κυτταρικές μεταβολικές διεργασίες, καθώς μετατρέπεται σε τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) και διφωσφορική αδενοσίνη (ADP), καθώς και αλλοστερικά ενεργοποιώντας ένζυμα όπως η μυοφωσφορυλάση-b. Η AMP είναι επίσης ένα συστατικό στη σύνθεση του RNA. Η AMP υπάρχει σε όλες τις γνωστές μορφές ζωής.

 Παραγωγή και υποβάθμιση 
Η AMP δεν έχει τον δεσμό υψηλής ενέργειας φωσφοανυδρίτη που σχετίζεται με την ADP και την ATP. Η AMP μπορεί να παραχθεί από ADP μέσω της αντίδρασης μυοκινάσης (αδενυλική κινάση) όταν η δεξαμενή ATP στο κύτταρο είναι χαμηλή:

 2 ADP → ATP + AMP

Ή η AMP μπορεί να παραχθεί από την υδρόλυση ενός φωσφορικού δεσμού υψηλής ενέργειας του ADP:

 ADP  +  H2O → AMP + Pi

Η AMP μπορεί επίσης να σχηματιστεί με υδρόλυση της ATP σε AMP και πυροφωσφορικά:

 ATP  +  H2O → AMP + PPi

Όταν το RNA διασπάται από τα ζωντανά συστήματα, σχηματίζονται μονοφωσφορικά νουκλεοζίδια, συμπεριλαμβανομένης της μονοφωσφορικής αδενοσίνης.

Η AMP μπορεί να αναγεννηθεί σε ATP ως εξής:

 AMP + ATP → 2 ADP (αδενυλική κινάση προς την αντίθετη κατεύθυνση)
 ADP + Pi → ATP (αυτό το βήμα εκτελείται συχνότερα σε αερόβιους οργανισμούς από την ATP συνθετάση κατά την οξειδωτική φωσφορυλίωση)

Η AMP μπορεί να μετατραπεί σε μονοφωσφορική ινοσίνη από το ένζυμο μυοαδενυλική απαμινάση, απελευθερώνοντας μια ομάδα αμμωνίας.

Σε μια καταβολική οδό, τον κύκλο των πουρινικών νουκλεοτιδίων, η μονοφωσφορική αδενοσίνη μπορεί να μετατραπεί σε ουρικό οξύ, το οποίο απεκκρίνεται από το σώμα στα θηλαστικά.

 Φυσιολογικός ρόλος στη ρύθμιση 

 Ρύθμιση κινάσης που ενεργοποιείται από την AMP 
Το ένζυμο των ευκαρυωτικών κυττάρων πρωτεϊνική κινάση ενεργοποιημένη από 5' μονοφωσφορική αδενοσίνη (5' adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK), χρησιμοποιεί AMP για ομοιοστατικές ενεργειακές διεργασίες σε περιόδους υψηλής κυτταρικής ενεργειακής δαπάνης, όπως η άσκηση. Δεδομένου ότι η διάσπαση του ATP και οι αντίστοιχες αντιδράσεις φωσφορυλίωσης χρησιμοποιούνται σε διάφορες διεργασίες σε όλο το σώμα ως πηγή ενέργειας, η παραγωγή ATP είναι απαραίτητη για την περαιτέρω δημιουργία ενέργειας για αυτά τα κύτταρα θηλαστικών. Η AMPK, ως αισθητήρας κυτταρικής ενέργειας, ενεργοποιείται με τη μείωση των επιπέδων της ATP, η οποία συνοδεύεται φυσικά από αυξανόμενα επίπεδα ADP και AMP.

Αν και η φωσφορυλίωση φαίνεται να είναι ο κύριος ενεργοποιητής για την AMPK, ορισμένες μελέτες υποδηλώνουν ότι η AMP είναι ένας αλλοστερικός ρυθμιστής καθώς και ένας άμεσος αγωνιστής για την AMPK. Επιπλέον, άλλες μελέτες υποδεικνύουν ότι η υψηλή αναλογία επιπέδων AMP:ATP στα κύτταρα, και όχι μόνο η AMP, ενεργοποιεί την AMPK. Για παράδειγμα, οι κινάσες που ενεργοποιούνται από AMP των Caenorhabditis elegans και Drosophila melanogaster βρέθηκαν να έχουν ενεργοποιηθεί από AMP, ενώ οι κινάσες ζύμης και φυτών δεν ενεργοποιήθηκαν αλλοστερικά από AMP.

Η AMP συνδέεται με την υπομονάδα γ του AMPK, οδηγώντας στην ενεργοποίηση της κινάσης και στη συνέχεια τελικά σε έναν καταρράκτη άλλων διεργασιών, όπως η ενεργοποίηση καταβολικών οδών και αναστολή αναβολικών οδών για την αναγέννηση του ATP. Οι καταβολικοί μηχανισμοί, οι οποίοι παράγουν ATP μέσω της απελευθέρωσης ενέργειας από τη διάσπαση των μορίων, ενεργοποιούνται από το ένζυμο AMPK, ενώ οι αναβολικοί μηχανισμοί, οι οποίοι χρησιμοποιούν ενέργεια από το ATP για τον σχηματισμό προϊόντων, αναστέλλονται. Αν και η γ- υπομονάδα μπορεί να συνδεθεί με AMP/ADP/ATP, μόνο η σύνδεση AMP/ADP οδηγεί σε μετατόπιση της διαμόρφωσης της πρωτεΐνης του ενζύμου. Αυτή η διακύμανση στη σύνδεση AMP/ADP έναντι του ATP οδηγεί σε μετατόπιση στην κατάσταση αποφωσφορυλίωσης για το ένζυμο. Η αποφωσφορυλίωση της AMPK μέσω διαφόρων πρωτεϊνικών φωσφατασών απενεργοποιεί πλήρως την καταλυτική λειτουργία. Η AMP/ADP προστατεύει την AMPK από την απενεργοποίηση μέσω σύνδεσης με την γ-υπομονάδα και διατήρησης της κατάστασης αποφωσφορυλίωσης.

Κυκλική AMP
Η AMP μπορεί επίσης να υπάρχει ως κυκλική δομή γνωστή ως κυκλική AMP (ή cAMP). Μέσα σε ορισμένα κύτταρα το ένζυμο αδενυλική κυκλάση παράγει cAMP από ATP, και συνήθως αυτή η αντίδραση ρυθμίζεται από ορμόνες όπως αδρεναλίνη ή γλυκαγόνη. Το cAMP παίζει σημαντικό ρόλο στην ενδοκυτταρική σηματοδότηση. Στον σκελετικό μυ, η κυκλική AMP, που ενεργοποιείται από την αδρεναλίνη, ξεκινά έναν καταρράκτη (οδός εξαρτώμενη από cAMP) για τη μετατροπή της b-μυοφωσφορυλάσης στη φωσφορυλιωμένη μορφή της a-μυοφωσφορυλάσης για γλυκογονόλυση.

 Παραπομπές 

 Περαπέρα μελέτη 



 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 GMD MS Spectrum

Κατηγορία:Νευροδιαβιβαστές
Κατηγορία:Νουκλεοτίδια
Κατηγορία:Οργανοφωσφορικά
Κατηγορία:Πουρίνες