est un deuxième messager utilisé pour la transduction du signal intracellulaire, comme le transfert dans les cellules des effets d’hormones telles que le glucagon et l’adrénaline, qui ne peuvent pas traverser la membrane plasmique. Il est également impliqué dans l’activation des protéines kinases. En outre, l’AMPc se lie et régule la fonction des canaux ioniques tels que les canaux HCN et quelques autres protéines de liaison aux nucléotides cycliques telles que Epac1 et RAPGEF2.

Rôle dans les cellules eucaryotes

L’AMPc est associée à la fonction des kinases dans plusieurs processus biochimiques, y compris la régulation du métabolisme du glycogène, du sucre et des lipides.

Chez les eucaryotes, l’AMP cyclique agit en activant la protéine kinase A (PKA, ou protéine kinase dépendante de l’AMPc). La PKA est normalement inactive en tant qu’holoenzyme tétramérique, composée de deux unités catalytiques et de deux unités régulatrices (C2R2), les unités régulatrices bloquant les centres catalytiques des unités catalytiques.

L’AMP cyclique se lie à des emplacements spécifiques sur les unités régulatrices de la protéine kinase et provoque une dissociation entre les sous-unités régulatrices et catalytiques, permettant ainsi à ces unités catalytiques de phosphoryler les protéines du substrat.

Les sous-unités actives catalysent le transfert du phosphate de l’ATP vers des résidus spécifiques de sérine ou de thréonine de substrats protéiques. Les protéines phosphorylées peuvent agir directement sur les canaux ioniques de la cellule ou devenir des enzymes activées ou inhibées. La protéine kinase A peut également phosphoryler des protéines spécifiques qui se lient aux régions promotrices de l’ADN, provoquant une augmentation de la transcription. Toutes les protéines kinases ne répondent pas à l’AMPc. Plusieurs classes de protéines kinases, dont la protéine kinase C, ne dépendent pas de l’AMPc.

D’autres effets dépendent principalement de la protéine kinase dépendante de l’AMPc, qui varie en fonction du type de cellule.

Cependant, il existe des fonctions mineures indépendantes de la PKA de l’AMPc, par exemple l’activation des canaux calciques, fournissant une voie mineure par laquelle l’hormone libérant l’hormone de croissance provoque une libération d’hormone de croissance.

Cependant, l’opinion selon laquelle la majorité des effets de l’AMPc sont contrôlés par l’ACP est dépassée. En 1998, une famille de protéines sensibles à l’AMPc avec une activité de facteur d’échange de nucléotides de guanine (FEM) a été découverte. Celles-ci sont appelées protéines d’échange activées par l’AMPc (Epac) et la famille comprend Epac1 et Epac2. Le mécanisme d’activation est similaire à celui de PKA : le domaine GEF est généralement masqué par la région N-terminale contenant le domaine de liaison cAMP. Lorsque l’AMPc se lie, le domaine se dissocie et expose le domaine GEF maintenant actif, permettant à l’Epac d’activer de petites protéines GTPases de type Ras, telles que Rap1.

Rôle supplémentaire de l’AMPc sécrétée dans l’amibe socialeEdit

Chez l’espèce Dictyostelium discoideum, l’AMPc agit à l’extérieur de la cellule comme un signal sécrété. L’agrégation chimiotactique des cellules est organisée par des ondes périodiques d’AMPc qui se propagent entre les cellules sur des distances pouvant atteindre plusieurs centimètres. Les ondes sont le résultat d’une production et d’une sécrétion régulées d’AMPc extracellulaire et d’un oscillateur biologique spontané qui initie les ondes au centre des territoires.

Rôle dans les bactérieSdit

Chez les bactéries, le taux d’AMPc varie en fonction du milieu utilisé pour la croissance. En particulier, l’AMPc est faible lorsque le glucose est la source de carbone. Cela se produit par l’inhibition de l’enzyme productrice d’AMPc, l’adénylate cyclase, comme effet secondaire du transport du glucose dans la cellule. La protéine réceptrice du facteur de transcription cAMP (CRP) également appelée CAP (protéine activatrice du gène catabolite) forme un complexe avec l’AMPc et est ainsi activée pour se lier à l’ADN. L’AMPc-CRP augmente l’expression d’un grand nombre de gènes, y compris certaines enzymes codantes qui peuvent fournir de l’énergie indépendamment du glucose.

cAMP, par exemple, est impliqué dans la régulation positive de l’opéron lac. Dans un environnement à faible concentration de glucose, l’AMPc s’accumule et se lie au site allostérique sur la CRP (protéine réceptrice de l’AMPc), une protéine activatrice de la transcription. La protéine prend sa forme active et se lie à un site spécifique en amont du promoteur lac, ce qui facilite la liaison de l’ARN polymérase au promoteur adjacent pour commencer la transcription de l’opéron lac, augmentant ainsi le taux de transcription de l’opéron lac. Avec une concentration élevée en glucose, la concentration en AMPc diminue et le CRP se désengage de l’opéron lac.