Peamine erinevus – cAMP vs cGMP
Teised sõnumitoojad on molekulid, mis võtavad vastu ja edastavad signaale retseptoritelt rakus olevatele sihtmolekulidele. Tsükliline adenosiinmonofosfaat (cAMP) ja tsükliline guanosiinmonofosfaat (cGMP) on ajus silmapaistvad teised sõnumitoojad. Nad on seotud ajus toimuvate erinevate bioloogiliste reaktsioonidega. Need kaks molekuli on signaali ülekandetee komponendid, mis võivad signaali tugevust võimendada ja sihtrakkudesse üle kanda. Kui retseptorid saavad signaali, suureneb nende molekulide kontsentratsioon rakus ja see põhjustab rakus ühe või mitme ensüümi muutumist. Peamine erinevus cAMP ja cGMP vahel on see, et cAMP sünteesitakse ATP-st adenülüültsüklaasi abil ja cAMP sünteesi stimuleerib G-valkude aktiveerimine rakumembraanis, samas kui cGMP sünteesitakse GTP-st guanüültsüklaasi abil ja aktiveeritakse lämmastikoksiidide poolt.
Mis on cAMP?
Tsükliline adenosiinmonofosfaat (cAMP) on teine sõnumitooja, mis on oluline paljude rakkudes toimuvate bioloogiliste protsesside jaoks. See on ATP-st tuletatud tsükliline nukleotiid. See on oma olemuselt hüdrofiilne. cAMP-i kasutatakse rakusiseseks signaaliülekandeks paljudes erinevates organismides. cAMP sünteesi katalüüsib rakumembraanis ensüüm, mida nimetatakse adenülüültsüklaasiks. cAMP vahendab signaalirada, mis on seotud rakumembraanis G-valkudega. Kui signaalmolekul seondub G-valgu retseptoritega, aktiveerib ja indutseerib see adenülüültsüklaasi ensüümi. Seejärel muudab ensüüm ATP cAMP-ks Mg2+ ioonide juuresolekul. cAMP vahendab signaaliülekannet, toimides teise sõnumitoojana G-valgu ja sihtmolekuli vahel.cAMP on võimeline võimendama signaali tugevust ja aktiveerima rakus erinevaid proteiinkinaas A ensüüme. See cAMP-sõltuv rada on oluline paljude elusorganismide ja paljude rakuliste protsesside jaoks. Seda tuntakse ka kui G-valguga seotud retseptori poolt käivitatud signaaliülekandekaskaad. Pärast signaali edastamist toimub cAMP eemaldamine või lagunemine, kuna see pole enam vajalik. Kõige sagedamini muundub cAMP rakus fosfodiesteraaside toimel 5′ AMP-ks.
Joonis 01: cAMP toimib teise sõnumitoojana
Mis on cGMP?
Tsükliline guanosiinmonofosfaat (cGMP) on teist tüüpi raku signaaliülekande rajal leiduv teine sõnumitooja. See on GTP-st tuletatud hüdrofiilne molekul. cGMP sünteesi katalüüsib rakkudes ensüüm, mida nimetatakse guanüültsüklaasiks. cGMP toimib rakusuhtluses teise sõnumitoojana, peamiselt aktiveerides rakusiseseid proteiinkinaase. Vastuseks signaalile (lämmastikoksiid või membraani mitteläbilaskev peptiidhormoon) muudab guanülüültsüklaas GTP cGMP-ks, et aktiveerida proteiinkinaase. Seda protsessi tuntakse kui cGMP-sõltuvat rada ja see ei ole levinud nagu cAMP-sõltuv rada rakkudes signaali edastamiseks. Fosfodiesteraasi ensüümid muudavad cGMP tagasi GTP-ks ja eemaldatakse süsteemist.
Joonis 02: cGMP signaali ülekanderajas
Mis vahe on cAMP-l ja cGMP-l?
cAMP vs cGMP |
|
| cAMP sünteesitakse ATP-st. | cGMP sünteesitakse GTP-st. |
| Sünteesi katalüüsiv ensüüm | |
| Sünteesi katalüüsib adenülüültsüklaas. | Sünteesi katalüüsib guanüülüültsüklaas. |
| Kohalolek lahtrites | |
| See näitab suuremat kontsentratsiooni enamikus kudedes võrreldes cGMP-ga | See näitab enamikus kudedes madalamat kontsentratsiooni. |
Kokkuvõte – cAMP vs cGMP
cAMP ja cGMP on hüdrofiilsed tsüklilised nukleotiidid, mis on rakkudes olulised kui rakukommunikatsiooni teised sõnumitoojad. Need molekulid võtavad vastu ja edastavad signaale retseptoritelt rakus olevatele sihtmolekulidele. cAMP ja cGMP on ajus silmatorkavamad ja seotud ajus toimuvate erinevate bioloogiliste vastustega. Mõlemad on võimelised reguleerima neuronite aktiivsust, kontrollima ainevahetusprotsesse, hõlbustama keemilisi ja elektrilisi signalisatsioonikaskaade jne. Samuti on nad võimelised aktiveerima ioonikanaleid ja mitmeid proteiinkinaase. Erinevus cAMP ja cGMP vahel seisneb selles, et cAMP on ATP derivaat, samas kui cGMP on GTP derivaat.
