環腺苷酸

環腺苷酸(英語：Cyclic adenosine monophosphate，cAMP)又稱環腺苷單磷酸，是一種具有細胞內信息傳遞作用的小分子，被稱為細胞內信使(intracellular messenger)或第二信使(second messengers)。

環腺苷酸
識別
CAS號	60-92-4  Y
PubChem	6076
ChemSpider	5851
InChI	1/C10H12N5O6P/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-6(16)7-4(20-10)1-19-22(17,18)21-7/h2-4,6-7,10,16H,1H2,(H,17,18)(H2,11,12,13)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1
InChIKey	IVOMOUWHDPKRLL-KQYNXXCUBU
ChEBI	17489
DrugBank	DB02527
KEGG	C00575
MeSH	Cyclic+AMP
IUPHAR配體	2352
性質
化學式	C10H12N5O6P
摩爾質量	329.206 g·mol⁻¹
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

合成與代謝

環腺苷酸由固定在細胞質膜內表面、存在於細胞內多種位置的腺苷酸環化酶(adenylate cyclase) 催化三磷酸腺苷 (ATP) 生成。環腺苷酸合成的調控被發現是一個相對複雜的過程，多種信號分子共同參與了環腺苷酸的合成。腺苷酸環化酶激活性G蛋白 (G_s) 能夠激活哺乳動物中所有亞型的腺苷酸環化酶；一些抑制性G蛋白 (G_i, G_o 與 G_z) 可以抑制腺苷酸環化酶的特定亞型。^[1]肝腺苷酸環化酶較強地響應胰高血糖素(glucagon)，肌肉腺苷酸環化酶較強地響應腎上腺素 (adrenaline) 信號。

環腺苷酸的降解由磷酸二酯酶 (phosphodiesterase,PDE) 催化，產生單磷酸腺苷 (AMP)。

功能

環腺苷酸是一種第二信使，主要用於細胞內信號傳導，例如影響胰高血糖素、腎上腺素的效果。環腺苷酸也參與了蛋白激酶的激活過程。此外，環腺苷酸也結合併調節一些離子通道的功能，例如HCN通道，Epac1和RAPGEF2等環核苷酸結合蛋白。

在真核細胞中的功能

主頁面：function of cAMP-dependent protein kinase

cAMP在一些生物化學過程中與激酶相偶聯，例如糖原、糖與脂質的代謝。

在真核細胞中，cAMP可以激活蛋白激酶A(protein kinase A 或 cAMP-dependent protein kinase, PKA)。PKA在一般未激活狀態下是一個四聚體，由兩個催化亞基和兩個調控亞基 (C₂R₂) 構成，以及另一個調控單元抑制性結合催化單元的催化中心。

cAMP結合在PKA調控單元的結合位點上，導致調控亞基與催化亞基之間解離，使得催化亞基可以磷酸化底物蛋白。激活的PKA催化亞基催化ATP上的磷酸基團轉移到蛋白底物的特定絲氨酸或蘇氨酸殘基上。磷酸化的蛋白可以是細胞的離子通道上，也可能是被激活或抑制的酶。蛋白激酶A也可以磷酸化轉錄因子，這些因子可以結合在DNA的啟動子區域上，調控基因的轉錄。需要注意，並非所有蛋白激酶都響應cAMP，包括蛋白激酶C在內的幾類蛋白激酶都是不依賴cAMP的。

儘管如此，cAMP仍有一些輕微的獨立於PKA之外的功能，例如，激活鈣離子通道，這為生長激素釋放激素引起生長激素釋放提供了一個次要途徑。

然而，認為cAMP的大多數效應都依賴於PKA的觀點已顯得過時。1998年，科學家發現了一類具有鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）活性的cAMP敏感蛋白。這些蛋白被稱為cAMP激活的交換蛋白（Epac），該家族包括Epac1和Epac2。其激活機制與PKA相似：GEF結構域通常被含有cAMP結合結構域的N末端區域遮蔽。當cAMP結合後，結構域解離並暴露出活躍的GEF結構域，這些結構域允許Epac激活如Rap1等的小型Ras樣GTP酶蛋白。

分泌性cAMP在社會性變形蟲中的作用

在 Dictyostelium discoideum 中，cAMP作為一種分泌信號在細胞外發揮作用。細胞的趨化性聚集是通過周期性波動的cAMP波來組織的，這些波動在細胞之間傳播，傳播距離可達幾厘米。這些波動是由細胞外cAMP的調控性生產和分泌以及一個自發的生物振盪器所引發的。

外部連結

1. Dessauer, Carmen W.; Posner, Bruce A.; Gilman, Alfred G. Visualizing Signal Transduction: Receptors, G-Proteins, and Adenylate Cyclases. Clinical Science. 1996, 91 (5): 527–537. doi:10.1042/cs0910527.