cAMP

Synonym: zyklisches Adenosinmonophosphat
Englisch: cyclic adenosine monophosphate, cyclic AMP

Definition

Als cAMP bezeichnet man den zur chemischen Gruppe der Nukleotide gehörigen Signalstoff, der als second messenger in viele Signalkaskaden von Stoffwechsel und Hormonwirkung eingeschaltet ist.

Chemie

cAMP hat die Summenformel C₁₀H₁₂N₅O₆P und eine molare Masse von 329,21 g/mol.

Synthese und Metabolismus

cAMP wird in vielen Zellen des menschlichen Organismus nach Aktivierung von G_s-Protein-gekoppelten Rezeptoren gebildet, indem die α-Untereinheit des G_s-Proteins nach Bindung von GTP die membranständige Adenylatzyklase stimuliert.

Die Adenylatzyklase bildet daraufhin cAMP aus ATP, indem sie unter Abspaltung von Pyrophosphat eine Veresterung zwischen der verbliebenen Phosphatgruppe und der 3'-OH-Gruppe der Ribose katalysiert. Die Aktivität des Enzyms wird durch G_i-Protein-gekoppelte Rezeptoren gehemmt.

Der Abbau von cAMP erfolgt über die Spaltung der Esterbindung durch das Enzym Phosphodiesterase, wobei 5'-AMP entsteht.

Allgemein ist der cAMP-Spiegel in der Postresorptionsphase (Nüchternphase) höher als in der Resorptionsphase.

Funktion

cAMP selbst aktiviert als second messenger verschiedene Enzyme, besonders cAMP-abhängige Proteinkinasen (PKAs), die weitere Enzyme phosphorylieren und damit zu vielfältigen Effekten führen.

Daneben existiert ein sogenanntes "cAMP Response Element" in der Promotorregion verschiedener Gene, sodass das Signalmolekül auch an der Regulation der Transkription beteiligt ist.

Beispiele für cAMP-abhängige Zellfunktionen sind:

Herz: Aktivierung von Kationenkanälen und Calciumkanälen (Steigerung der Herzfrequenz und Kontraktionskraft)
Leber und Muskel: Hemmung der Glykogensynthase
Muskel: Aktivitätssteigerung der Myosin-leichte-Ketten-Phosphatase (Relaxation glatter Muskulatur)
Niere: Einbau von Aquaporinen (gesteigerte Wasserresorption durch ADH), Reduktion von Phosphattransportern (gesteigerte Phosphatausscheidung durch PTH)