cAMP is een tweede boodschapper die wordt gebruikt voor intracellulaire signaaltransductie, zoals het overbrengen in cellen van de effecten van hormonen zoals glucagon en adrenaline, die niet door het plasmamembraan kunnen passeren. Het is ook betrokken bij de activering van eiwitkinasen. Bovendien bindt cAMP aan en regelt het de functie van ionenkanalen zoals de HCN-kanalen en een paar andere cyclische nucleotide-bindende proteã nen zoals Epac1 en RAPGEF2.

rol in eukaryotische cellsEdit

cAMP wordt geassocieerd met kinasefunctie in verschillende biochemische processen, waaronder de regulatie van glycogeen, suiker en lipidenmetabolisme.

in eukaryoten werkt cyclisch AMP door proteïnekinase A (PKA, of cAMP-afhankelijke proteïnekinase) te activeren. PKA is normaal inactief als een tetramerisch holoenzyme, bestaande uit twee katalytische en twee regelgevende eenheden (C2R2), waarbij de regelgevende eenheden de katalytische centra van de katalytische eenheden blokkeren.

cyclisch AMP bindt zich aan specifieke locaties op de regulerende eenheden van het proteïnekinase en veroorzaakt dissociatie tussen de regulerende en katalytische subeenheden, waardoor deze katalytische eenheden fosforylaatsubstraateiwitten kunnen produceren.

De actieve subeenheden katalyseren de overdracht van fosfaat van ATP naar specifieke serine-of threonineresiduen van eiwitsubstraten. De phosphorylated proteã nen kunnen direct op de ionenkanalen van de cel handelen, of kunnen geactiveerde of geremde enzymen worden. Eiwitkinase A kan ook fosforylate specifieke proteã nen die aan promotorgebieden van DNA binden, veroorzakend verhogingen van transcriptie. Niet alle proteïnekinasen reageren op cAMP. Verscheidene klassen van eiwitkinasen, met inbegrip van eiwitkinase C, zijn niet kamp-afhankelijk.

verdere effecten hangen voornamelijk af van cAMP-afhankelijke proteïnekinase, die variëren afhankelijk van het type cel.

toch zijn er enkele minder belangrijke PKA-onafhankelijke functies van cAMP, bijvoorbeeld activering van calciumkanalen, die een minder belangrijke route bieden waardoor groeihormoon-releasing hormoon een afgifte van groeihormoon veroorzaakt.

echter, de opvatting dat de meeste effecten van cAMP worden gecontroleerd door PKA is verouderd. In 1998 werd een familie van cAMP-gevoelige proteã nen met de activiteit van de de uitwisselingsfactor (GEF) van het guaninenucleotide ontdekt. Deze worden genoemd uitwisseling proteã nen die door cAMP (Epac) worden geactiveerd en de familie omvat Epac1 en Epac2. Het mechanisme van activering is gelijkaardig aan dat van PKA: het GEF-domein wordt gewoonlijk gemaskeerd door het n-terminalgebied dat het kampbindend domein bevat. Wanneer kamp bindt, scheidt het domein en stelt het nu-actieve GEF domein bloot, toestaand EPAC om kleine Ras-als GTPase proteã nen, zoals Rap1 te activeren.

extra rol van het afgescheiden kamp in sociaal amoebaeEdit

bij de soort Dictyostelium discoideum werkt het kamp buiten de cel als een afgescheiden signaal. De chemotactische aggregatie van cellen wordt georganiseerd door periodieke golven van cAMP die zich voortplanten tussen cellen over afstanden zo groot als enkele centimeters. De golven zijn het resultaat van een gereguleerde productie en afscheiding van extracellulair kamp en een spontane biologische oscillator die de golven initieert in centra van gebieden.

rol in bacteriedit

bij bacteriën varieert het niveau van cAMP afhankelijk van het medium dat wordt gebruikt voor de groei. In het bijzonder is cAMP laag wanneer glucose de koolstofbron is. Dit komt door remming van het cAMP-producerende enzym, adenylate cyclase, als bijwerking van glucosetransport in de cel voor. De transcriptiefactor cAMP receptor protein (CRP) ook wel CAP (catabolite gen activator protein) vormt een complex met cAMP en daardoor wordt geactiveerd om te binden aan DNA. CRP-cAMP verhoogt de expressie van een groot aantal genen, waaronder sommige coderende enzymen die onafhankelijk van glucose energie kunnen leveren.

cAMP is bijvoorbeeld betrokken bij de positieve regulatie van het lac-operon. In een milieu met een lage glucoseconcentratie, accumuleert cAMP en bindt aan de allosteric plaats op CRP (de proteã ne van de campreceptor), een proteã ne van de transcriptieactivator. De proteã ne neemt zijn actieve vorm aan en bindt aan een specifieke plaats stroomopwaarts van de Lac-promotor, die het voor de polymerase van RNA gemakkelijker maakt om aan de aangrenzende promotor te binden om transcriptie van het lac-operon te beginnen, die het tarief van Lac-operontranscriptie verhogen. Bij een hoge glucoseconcentratie neemt de campconcentratie af en ontkoppelt de CRP zich van het lac operon.