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Monofosfato de adenosina

El monofosfato de adenosina ( AMP ), también conocido como ácido 5'-adenílico , es un nucleótido . El AMP está formado por un grupo fosfato , el azúcar ribosa y la nucleobase adenina . Es un éster del ácido fosfórico y del nucleósido adenosina . [1] Como sustituyente toma la forma del prefijo adenilil- . [2]

El AMP desempeña un papel importante en muchos procesos metabólicos celulares, ya que se interconvierte en trifosfato de adenosina (ATP) y difosfato de adenosina (ADP), además de activar enzimas alostéricamente como la miofosforilasa-b. AMP también es un componente en la síntesis de ARN . [3] AMP está presente en todas las formas de vida conocidas. [4]

Producción y degradación

El AMP no tiene el enlace fosfoanhídrido de alta energía asociado con el ADP y el ATP. El AMP se puede producir a partir de ADP mediante la reacción de la mioquinasa (adenilato quinasa) cuando el depósito de ATP en la célula es bajo: [5] [6]

2 ADP → ATP + AMP

O el AMP puede producirse mediante la hidrólisis de un enlace fosfato de alta energía del ADP:

ADP + H 2 O → AMP + P i

El AMP también se puede formar mediante hidrólisis de ATP en AMP y pirofosfato :

ATP + H 2 O → AMP + PP i

Cuando los sistemas vivos descomponen el ARN, se forman monofosfatos de nucleósido, incluido el monofosfato de adenosina.

El AMP se puede regenerar a ATP de la siguiente manera:

AMP + ATP → 2 ADP (adenilato quinasa en dirección opuesta)
ADP + P i → ATP (este paso lo realiza con mayor frecuencia en aerobios la ATP sintasa durante la fosforilación oxidativa )

El AMP puede convertirse en monofosfato de inosina mediante la enzima mioadenilato desaminasa , liberando un grupo de amoníaco .

En una vía catabólica , el ciclo de los nucleótidos de purina , el monofosfato de adenosina se puede convertir en ácido úrico , que se excreta del cuerpo en los mamíferos. [7]

Papel fisiológico en la regulación.

Regulación de la quinasa activada por AMP

La enzima de células eucariotas 5' proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina , o AMPK, utiliza AMP para procesos de energía homeostáticos durante momentos de alto gasto de energía celular, como el ejercicio. [8] Dado que la escisión de ATP y las reacciones de fosforilación correspondientes se utilizan en varios procesos en todo el cuerpo como fuente de energía, la producción de ATP es necesaria para crear aún más energía para esas células de mamíferos. AMPK, como sensor de energía celular, se activa al disminuir los niveles de ATP, lo que naturalmente va acompañado de niveles crecientes de ADP y AMP. [9]

Aunque la fosforilación parece ser el principal activador de AMPK, algunos estudios sugieren que AMP es un regulador alostérico y un agonista directo de AMPK. [10] Además, otros estudios sugieren que la alta proporción de niveles de AMP:ATP en las células, en lugar de solo AMP, activa la AMPK. [11] Por ejemplo, se descubrió que las quinasas activadas por AMP de Caenorhabditis elegans y Drosophila melanogaster fueron activadas por AMP, mientras que las quinasas de levadura y plantas no fueron activadas alostéricamente por AMP. [11]

AMP se une a la subunidad γ de AMPK, lo que lleva a la activación de la quinasa y luego, eventualmente, a una cascada de otros procesos, como la activación de vías catabólicas y la inhibición de vías anabólicas para regenerar ATP. Los mecanismos catabólicos, que generan ATP mediante la liberación de energía al descomponer moléculas, son activados por la enzima AMPK, mientras que los mecanismos anabólicos, que utilizan la energía del ATP para formar productos, son inhibidos. [12] Aunque la subunidad γ puede unirse a AMP/ADP/ATP, sólo la unión de AMP/ADP produce un cambio conformacional de la proteína enzimática. Esta variación en la unión de AMP/ADP versus ATP conduce a un cambio en el estado de desfosforilación de la enzima. [13] La desfosforilación de AMPK a través de varias proteínas fosfatasas inactiva completamente la función catalítica. AMP/ADP protege a AMPK de la inactivación uniéndose a la subunidad γ y manteniendo el estado de desfosforilación. [14]

acampar

El AMP también puede existir como una estructura cíclica conocida como AMP cíclico (o AMPc). Dentro de ciertas células, la enzima adenilato ciclasa produce AMPc a partir de ATP y, por lo general, esta reacción está regulada por hormonas como la adrenalina o el glucagón . El AMPc juega un papel importante en la señalización intracelular. [15] En el músculo esquelético, el AMP cíclico, desencadenado por la adrenalina, inicia una cascada ( vía dependiente de AMPc ) para la conversión de miofosforilasa-b en la forma fosforilada de miofoshorilasa -a para la glucogenólisis. [16] [17]

Ver también

Referencias

  1. ^ "Monofosfato de adenosina (compuesto)". PubChem . NCBI . Consultado el 30 de abril de 2020 .
  2. ^ "Nomenclatura de carbohidratos: (Recomendaciones 1996)". Revista de química de carbohidratos . 16 (8): 1191-1280. 1997. doi : 10.1080/07328309708005748.
  3. ^ Jauker M, Griesser H, Richert C (noviembre de 2015). "Formación espontánea de hebras de ARN, peptidil ARN y cofactores". Angewandte Chemie . 54 (48): 14564–9. doi :10.1002/anie.201506593. PMC 4678511 . PMID  26435376. 
  4. ^ "Monofosfato de adenosina". La base de datos del metaboloma humano . Consultado el 3 de julio de 2020 .
  5. ^ Panadero, Julien S.; McCormick, María Clara; Robergs, Robert A. (2010). "Interacción entre los sistemas de energía metabólica del músculo esquelético durante el ejercicio intenso". Revista de Nutrición y Metabolismo . 2010 : 905612. doi : 10.1155/2010/905612 . ISSN  2090-0732. PMC 3005844 . PMID  21188163. 
  6. ^ Valberg, Stephanie J. (1 de enero de 2008), Kaneko, J. Jerry; Harvey, John W.; Bruss, Michael L. (eds.), "Capítulo 15: Función del músculo esquelético", Bioquímica clínica de animales domésticos (Sexta edición) , San Diego: Academic Press, págs. 459–484, ISBN 978-0-12-370491-7, consultado el 10 de octubre de 2023
  7. ^ Maiuolo J, Oppedisano F, Gratteri S, Muscoli C, Mollace V (junio de 2016). "Regulación del metabolismo y excreción del ácido úrico". Revista Internacional de Cardiología . 213 : 8-14. doi : 10.1016/j.ijcard.2015.08.109 . PMID  26316329.
  8. ^ Richter EA, Ruderman NB (marzo de 2009). "AMPK y la bioquímica del ejercicio: implicaciones para la salud y las enfermedades humanas". La revista bioquímica . 418 (2): 261–75. doi :10.1042/BJ20082055. PMC 2779044 . PMID  19196246. 
  9. ^ Carling D, Mayer FV, Sanders MJ, Gamblin SJ (julio de 2011). "Proteína quinasa activada por AMP: sensor de energía de la naturaleza". Biología Química de la Naturaleza . 7 (8): 512–8. doi :10.1038/nchembio.610. PMID  21769098.
  10. ^ Faubert B, Vincent EE, Poffenberger MC, Jones RG (enero de 2015). "La proteína quinasa activada por AMP (AMPK) y el cáncer: muchas caras de un regulador metabólico". Cartas de Cáncer . 356 (2 partes A): 165–70. doi :10.1016/j.canlet.2014.01.018. PMID  24486219.
  11. ^ ab Hardie DG (15 de septiembre de 2011). "Proteína quinasa activada por AMP: un sensor de energía que regula todos los aspectos de la función celular". Genes y desarrollo . 25 (18): 1895-1908. doi :10.1101/gad.17420111. ISSN  0890-9369. PMC 3185962 . PMID  21937710. 
  12. ^ Hardie DG (febrero de 2011). "Detección de energía mediante la proteína quinasa activada por AMP y sus efectos sobre el metabolismo muscular". Las actas de la Sociedad de Nutrición . 70 (1): 92–9. doi : 10.1017/S0029665110003915 . PMID  21067629.
  13. ^ Krishan S, Richardson DR, Sahni S (marzo de 2015). "Quinasa activada por monofosfato de adenosina y su papel clave en el catabolismo: estructura, regulación, actividad biológica y activación farmacológica". Farmacología molecular . 87 (3): 363–77. doi : 10,1124/mol.114,095810 . PMID  25422142.
  14. ^ Xiao B, Sanders MJ, Underwood E, Heath R, Mayer FV, Carmena D, Jing C, Walker PA, Eccleston JF, Haire LF, Saiu P, Howell SA, Aasland R, Martin SR, Carling D, Gamblin SJ (abril 2011). "Estructura de la AMPK de mamíferos y su regulación por ADP". Naturaleza . 472 (7342): 230–3. Código Bib :2011Natur.472..230X. doi : 10.1038/naturaleza09932. PMC 3078618 . PMID  21399626. 
  15. ^ Ravnskjaer K, Madiraju A, Montminy M (2015). Control Metabólico . Manual de farmacología experimental. vol. 233. Springer, Cham. págs. 29–49. doi :10.1007/164_2015_32. ISBN 9783319298047. PMID  26721678.
  16. ^ Café, Carole J. (1999). Medicina de vistazo rápido: metabolismo . Prensa de Hayes Barton. ISBN 1-59377-192-4.
  17. ^ "15.3: Glycogenolyis y su regulación por señalización de glucagón y epinefrina". Biología LibreTexts . 1 de enero de 2022 . Consultado el 10 de octubre de 2023 .

Otras lecturas

enlaces externos