AMP cyclique

Définition

AMP cyclique (AMPc, adénosine monophosphate cyclique) est une molécule formée à partir de l'ATP, dans laquelle le groupement phosphate a une structure cyclique; l'AMPc sert de messager intracellulaire. L'AMP cyclique est converti en AMP par l'action de l'enzyme phosphodiestérase.

L'AMP cyclique :

Voies de signalisation AMP cycliques. Epac, protéine d'échange directement activée par l'AMPc; AKAP, une protéine d'ancrage de kinase; PDE, phosphodiestérase. Voir le texte principal pour plus de détails.

Explications

Le premier de ces systèmes AMPc, a été découvert par Sutherland et ses collègues dans les années 1950. L'adénosine monophosphate cyclique est un petit monophosphate cyclisé et il est produit à partir d'ATP par l'enzyme adénylate cyclase.

Dans un exemple le plus souvent utilisé lorsque le glycogène agit sur des récepteurs dans le foie, de l'AMP cyclique est produit. Le deuxième messager active une cascade d'enzymes qui permettent la mobilisation du glucose à partir du glycogène.

L'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) est un second messager commun qui est régulé par l'activation des récepteurs couplés aux protéines G (GRCP, GPCR) et qui médie de nombreuses réponses biologiques. La quantification des niveaux d'AMPc intracellulaire reste une méthodologie importante dans les études pharmacologiques moléculaires des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Plus récemment, des biocapteurs d'AMPc basés sur le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET) ont été utilisés pour surveiller en temps réel les changements induits par le RCPG dans les niveaux d'AMPc intracellulaires principalement par l'utilisation de la microscopie FRET.

Depuis l'identification de l'AMPc comme second messager en 1958, des méthodes de détection de l'AMPc ont été développées et améliorées. Les techniques initiales reposaient sur la séparation de l'AMPc radiomarqué accumulé des autres nucléotides d'adénine en utilisant la chromatographie séquentielle. Après le développement d'anticorps pour l'AMPc, diverses stratégies d'immunodosage ont été employées, entre autres, par addition d'une quantité connue d'AMPc marqué pour entrer en compétition avec l'AMPc dérivé de cellules non marquées.

Aujourd'hui, les technologies courantes pour la détection de l'AMPc accumulé comprennent des tests de polarisation de fluorescence et de transfert d'énergie reposant sur des anticorps anti-AMPc ainsi que des tests de complémentation enzymatique. Les tests mentionnés sont tous des tests de point final et nécessitent généralement une accumulation d'AMPc intracellulaire pour permettre la détection de l'AMPc. Il existe plusieurs revues sur les méthodes de détection pour mesurer les changements d'AMPc induits par les GRCP.

Hormones et AMP cyclique

De nombreuses hormones différentes travaillant dans de nombreuses cellules différentes utilisent l'AMP cyclique :

• Augmentation de l'épinéphrine du tissu adipeux dans l'hydrolyse des triglycérides;
• L'épinéphrine du muscle cardiaque augmente le taux de contraction;
• réabsorption de l'eau par la vasopressine rénale;
• Cellules osseuses réabsorption de l'hormone parathyroïdienne du calcium des os.

Pour qu'un deuxième messager fonctionne efficacement, il doit avoir les caractéristiques suivantes :

• Amplification : lorsque quelques molécules d'hormones signalent la cellule, celle-ci doit répondre avec un signal suffisamment puissant pour faire un travail sans niveaux répétés de stimulation élevée;
• Contrôle : éventuellement, une réponse doit être arrêtée, et il y a des cas où il est nécessaire de répondre un peu ou beaucoup - donc un contrôle est nécessaire;
• Spécificité : lorsqu'une hormone est libérée, une cellule donnée doit répondre d'une manière spécifique. Toutes les cellules ne répondront pas à cette hormone. L'hormone peut ne pas avoir le même effet dans toutes les cellules qui répondent.

La guanosine monophosphate-adénosine monophosphate cyclique (GMP-AMP cyclique, GAMPc) est un dinucléotide cyclique.

Exemple avec l'épinéphrine

Dans l'intestin, l'épinéphrine stimule la sécrétion de liquide. Les cellules intestinales des cryptes de Lieberkuhn sécrètent du NaCl du sang dans la lumière intestinale. L'AMP cyclique se lie au canal Cl apical et lui permet de s'ouvrir - l'eau est également aspirée par osmose à travers la cellule dans la lumière et ainsi l'eau est excrétée via les matières fécales.

La toxine cholérique augmente cette perte de liquide. La liaison de la toxine aux cellules intestinales provoque une forte augmentation du taux d'AMPc dans les cellules en inhibant la conversion du GTP lié au Ga en GDP. L'adénylate cyclase n'est donc pas désactivée et la diarrhée intervient.

Ce scénario permet une amplification rapide des effets de l'hormone. Chaque récepteur peut affecter un certain nombre de protéines G, et elles peuvent à leur tour activer un certain nombre de molécules d'adénylate cyclase et produire des milliers de molécules d'AMP cyclique par seconde.

La même cellule est stimulée par une hormone; elle peut également être stimulée par une hormone antagoniste. Par exemple dans la cellule adipeuse, le glucagon, l'épinéphrine, l'ACTH et la vasopressine provoquent tous une augmentation de l'AMP cyclique; mais la prostaglandine E1 et l'adénosine inhibent cette augmentation. Il apparaît que ces agents se lient à leurs propres récepteurs et que ces récepteurs activent un autre complexe G inhibiteur de l'adénylate cyclase. (lorsqu'il est lié à GTP). Un deuxième régulateur bas est la phosphodiestéase : cette enzyme est normalement présente et active dans la cellule et convertit l'AMP cyclique en AMP, elle est donc toujours en compétition pour l'AMP cyclique et empêche son accumulation. La phosphodiestérase est inhibée par la caféine et la théophylline.

Nous pouvons dire qu'une cellule doit avoir des protéines spécifiques pour pouvoir être affectée par une hormone donnée. Ces protéines comprendront les récepteurs eux-mêmes - le type et la quantité et les protéines qui peuvent être phosphorylées par la protéine phosphorylase A.

Chaque récepteur peut fonctionner via un second messager différent ou avoir des affinités de liaison différentes. Par exemple, l'épinéphrine peut déclencher une réponse dans les récepteurs alpha ou bêta. Une cellule donnée peut avoir les deux types. L'un des effets généraux des récepteurs alpha est la médiation de la vasoconstriction du muscle lisse. Les récepteurs bêta augmentent la fréquence cardiaque et la mobilisation du glucose. Nous avons également des sous-types de récepteurs; alpha 1 qui agit par l'intermédiaire du messager IP3 et alpha 2 qui inhibe la production d'AMPc. Les bêta 1 et B2 augmentent tous deux l'AMPc. Le bêta 2 a la plus haute affinité pour l'AMPc.

⭐ Le défi de la pharmacologie est de trouver des agonistes (+) et des antagonistes (-) pour des récepteurs spécifiques. Par exemple, la stimulation bêta augmente la fréquence cardiaque et compose le muscle lisse menant aux bronches. Si un bêta-bloquant est utilisé pour ralentir la fréquence cardiaque, il pourrait avoir un effet très indésirable de couper l'oxygène. Cependant, les récepteurs B1 affectent principalement le coeur et les récepteurs B2 la constriction des voies respiratoires.

En rapport avec "AMP cyclique"

• adénosine

  

  L'adénosine est un nucléoside formé par la liaison de l'adénine à un anneau de ribose (ribofuranose) par une liaison bêta-N9 glycosidique.

• adénosine désaminase

  

  L'adénosine désaminase (ADA) est une enzyme qui dégrade les purines en catalysant la désamination irréversible de l'adénosine (et désoxyadénosine) en inosine...

• adénosine diphosphate

  

  Une adénosine diphosphate, l'adénosine ADP, désigne une substance produite lorsqu'on hydrolyse de l'ATP (adénosine triphosphate) et que de l'énergie...

• adénosine monophosphate

  

  L'adénosine monophosphate, en abrégé AMP, est un ester de l'acide phosphorique avec un nucléoside, l'adénosine.