cGMP和cAMP各有什么具体功能,是否有相反的地方
细胞中的cGMP和cAMP浓度和作用相对抗,如当胞内cAMP水平升高时,糖原分解成葡萄糖;而cGMP升高则促葡萄糖合成糖原。
cAMP升高,促细胞基因表达合成特异蛋白质,使细胞分化;cGMP升高则加快DNA复制,细胞分裂增殖。但细胞中cGMP的信号机制仍知之甚少。仅知eGMP能活化胞内蚤白激酶G(G一激酶),磷酸化相应的靶蛋白,引起细胞效应。
在cGMP信号途径中研究较多的为脊椎动物视杆细胞的光感效应。在暗处,细翻内cGMP合成增加,cGMP水平升高,cGMP直接与视杆细胞膜上Na?通道结合,使Na?通道开放,Na?入胞,使膜去极化,产生光感效应。
在亮处,光子与视杆细胞膜的视紫红质(rhodapsin,Rh),即光受体结合,Rh被活化,构象改变,偶联并活化光的转导蛋白(trans—ducin,Gt),Gt蛋白的a亚单位(Gtα)被活化,改变结合GDP为GTP。
构象改变,与βγ脱离,Gtα活化依赖cGMP一磷酸二酯酶(cGMP—PDE),水解cGMP,使cGMP水平下降,Na+通道关闭,细胞超极化,光信号转变成电信号,这就是视杆细胞对光敏感的原因。
扩展资料
环磷酸鸟苷(cyclic GMP,cGMP)为广泛存在于动物细胞的胞内信使(第二信使),其他重要的第二信使还包括:cAMP(环磷酸腺苷)、二脂酰甘油(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)和钙离子等。cGMP是由鸟苷酸环化酶(GC)催化并水解GTP(三磷酸鸟苷)后形成的。
cGMP可被细胞中的磷酸二酯酶(PDE)水解,因此细胞中cGMP的含量高低受GC与PDE的双重调节。
cAMP产生后,主要通过蛋白脂磷酸化作用继续传递信息,这是由细胞内一种专一酶(依赖cAMP的蛋白激酶A),将代谢途径中的一些靶蛋白中的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化,将其激活或钝化。
这些被共价修饰的靶蛋白往往为一些关键调节酶或重要功能蛋白,因而可以介导胞外信号,调节细胞反应。当cAMP信号终止后,靶蛋白的活性则在蛋白质脱磷酸化作用下恢复原状。
百度百科-环磷酸腺苷
百度百科-cGMP
主要区别是,性质不同、过程不同、用途与作用不同,具体如下:
一、性质不同
1、cAMP信号通路
cAMP信号通路,又称PKA系统(protein kinase A system, PKA),是环核苷酸系统的一种。在这个系统中,细胞外信号与相应受体结合,通过调节细胞内第二信使cAMP的水平而引起反应的信号通路。
2、磷脂酰肌醇信号通路
磷脂酰肌醇信号通路,是信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合,激活质膜上的磷脂酶C(PLC-β),使质膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DG)两个第二信使,胞外信号转换为胞内信号,这一信号系统又称为“双信使系统”。
二、过程不同
1、cAMP信号通路
主要是通过cAMP激活的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)所介导的。无活性的PKA是由2个调节亚基(R)和2个催化亚基(C)组成的四聚体,在每个R亚基上有2个cAMP的结合位点,cAMP与R亚基结合是以协同方式发生的,即第一个cAMP的结合会降低第二个cAMP结合的解离常数,因此细胞内cAMP水平的很小的变化就能导致PKA释放C亚基并快速使激酶活化。
以cAMP为第二信使的信号通路的主要效应是通过活化cAMP依赖的PKA使下游靶蛋白磷酸化,从而影响细胞代谢和细胞行为,这是细胞快速应答胞外信号的过程。
2、磷脂酰肌醇信号通路
Ca2+活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应,钙调素(calmodulin,CaM)由单一肽链构成,具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变,可激活钙调素依赖性激酶(CaM-Kinase)。
三、用途与作用不同
1、cAMP信号通路
通过腺苷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平,进而影响信号通路的下游事件。
2、磷脂酰肌醇信号通路
①、IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2,或被磷酸化形成IP4。Ca2+由质膜上的Ca2+泵和Na+-Ca2+交换器将抽出细胞,或由内质网膜上的钙泵抽进内质网。
②、DG通过两种途径终止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸,进入磷脂酰肌醇循环,二是被DG酯酶水解成单酯酰甘油。由于DG代谢周期很短,不可能长期维持PKC活性,而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。
百度百科-cAMP信号通路
百度百科-磷脂酰肌醇信号通路
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