Language
Country/Area
No result found
Di luar batasan kanker: Apa konsekuensi mengejutkan dari jalur cAMP yang tidak terkendali?
Dalam bidang biologi molekuler, jalur yang bergantung pada cAMP (juga dikenal sebagai jalur adenilat siklase) adalah kaskade sinyal komunikasi sel yang digerakkan oleh reseptor yang digabungkan dengan protein G. Penemuan cAMP dimulai pada tahun 1950-an, dengan Earl Sutherland dan Ted Rall sebagai pelopor proses penting ini. Kunci jalur ini adalah bahwa cAMP dianggap sebagai pembawa pesan sekunder dan digunakan secara paralel dengan Ca2+ dalam pensinyalan sel. Sutherland dianugerahi Penghargaan Nobel pada tahun 1971 untuk penelitiannya tentang mekanisme kerja adrenalin dalam glikogenolisis.
Mekanisme cAMP
Reseptor yang digabungkan dengan protein G (GPCR) adalah kelas utama protein membran yang merespons berbagai rangsangan ekstraseluler. Setiap GPCR akan mengikat rangsangan ligan tertentu dan menjadi aktif. Ketika GPCR diaktifkan oleh ligannya, konformasi reseptor berubah, yang kemudian ditransmisikan ke kompleks protein G yang menempel. Subunit Gsα kemudian menukar GDP dengan GTP dan terpisah dari subunit lainnya. Dalam jalur yang bergantung pada cAMP, subunit Gsα mengikat dan mengaktifkan enzim yang disebut adenilat siklase, yang mengkatalisis konversi ATP menjadi AMP siklik (cAMP).
cAMP yang diaktifkan meningkatkan reaksi fosforilasi yang penting untuk berbagai proses proliferasi dan metabolisme.
Seiring meningkatnya konsentrasi cAMP, ia dapat mengaktifkan berbagai protein efektor, termasuk saluran ion yang digerakkan oleh nukleotida siklik, protein pertukaran yang diaktifkan oleh cAMP (EPAC), dan enzim yang disebut protein kinase A (PKA). PKA disebut enzim yang bergantung pada cAMP karena ketergantungannya pada cAMP. Ia memfosforilasi serangkaian protein lain dalam sel, yang pada akhirnya memengaruhi proses fisiologis seperti kontraksi jantung dan ekspresi gen.
Pentingnya jalur cAMPBagi manusia, peran cAMP tidak dapat diremehkan, terutama dalam relaksasi jantung, penyerapan kembali air di ginjal, dan pemeliharaan memori. Jalur yang bergantung pada cAMP mengatur beragam respons dalam berbagai sel, seperti peningkatan denyut jantung, sekresi kortisol, dan pemecahan glikogen dan lemak, yang semuanya bergantung pada kadar dan fungsi normal cAMP. Jika aktivitas jalur cAMP terlalu tinggi atau tidak terkendali, hal itu dapat menyebabkan proliferasi sel yang berlebihan dan dapat berkontribusi pada perkembangan dan progresi kanker.
Inisiasi dan aktivasi jalur cAMP
Aktivasi GPCR memicu perubahan konformasi kompleks protein G yang terikat padanya, yang mengakibatkan pemisahan subunit Gsα dari subunit lain, yang kemudian mengaktifkan adenilat siklase untuk mengubah ATP menjadi cAMP dengan cepat, yang selanjutnya mengaktifkan jalur terkait cAMP. Berbagai faktor seperti toksin kolera, kafein, dan paraquat juga dapat mengganggu dan menyebabkan peningkatan kadar cAMP, yang dapat memicu beberapa efek fisiologis, seperti peningkatan sekresi insulin, yang pada gilirannya memengaruhi kadar gula darah.
Proses inaktivasi cAMP
Hidrolisis GTP oleh subunit Gsα mengakibatkan penghentian jalur cAMP, yang juga dapat dilakukan dengan beberapa cara, termasuk penghambatan langsung adenilat siklase atau defosforilasi protein yang telah difosforilasi oleh PKA. cAMP fosfodiesterase mengubah cAMP menjadi AMP, sehingga mengurangi kadar cAMP. Intervensi protein Gi juga akan memengaruhi kadar cAMP. Mekanisme pengaturan ini mencerminkan pentingnya cAMP dalam pensinyalan sel.
KesimpulanJalur yang bergantung pada cAMP memainkan peran penting dalam mempertahankan fungsi sel dan proses fisiologis yang penting. Namun, ketika jalur ini menjadi tidak terkendali, hal itu dapat menyebabkan perkembangan berbagai penyakit seperti kanker. Hal ini menimbulkan pertanyaan penting: Bagaimana menemukan keseimbangan antara meningkatkan fungsi normal jalur cAMP dan menghambat deregulasinya?
