Language
Country/Area
No result found
Peran misterius protein kinase A: Bagaimana pengaruhnya terhadap detak jantung dan ingatan kita?
Dalam bidang biologi molekuler, jalur yang bergantung pada cAMP (juga dikenal sebagai jalur adenilil asilase) adalah jalur pensinyalan yang dipicu oleh reseptor yang digabungkan dengan protein G, yang berperan dalam komunikasi antarsel. peran penting. Penemuan cAMP dimulai pada tahun 1950-an, diungkapkan oleh Earl Sutherland dan Ted Rall. Dengan penemuan ini, cAMP dianggap sebagai pembawa pesan sekunder, dan ion kalsium (Ca2+) juga memainkan peran yang sama. Sutherland memenangkan Hadiah Nobel tahun 1971 untuk penemuan mekanisme kerja epinefrin dalam glikogenolisis, suatu proses yang membutuhkan cAMP sebagai pembawa pesan sekunder.
Ketika reseptor yang digabungkan dengan protein G diaktifkan, ia memicu serangkaian peristiwa transduksi sinyal, yang pada akhirnya memengaruhi detak jantung dan pembentukan memori.
Mekanisme
Reseptor berpasangan protein G (GPCR) merupakan keluarga besar protein membran integral yang merespons berbagai rangsangan ekstraseluler. Setiap GPCR mengikat ligan tertentu dan diaktifkan. Ketika GPCR diaktifkan oleh ligan eksternal, konformasinya berubah dan sinyal ditransmisikan ke kompleks protein G hibrida intraseluler yang melekat. Subunit Gsα dalam kompleks protein G yang terstimulasi akan mengganti GDP dengan GTP dan melepaskannya dari kompleks.
Dalam jalur yang bergantung pada cAMP, subunit Gsα yang diaktifkan mengikat dan mengaktifkan enzim yang disebut adenilil asilase, yang selanjutnya mengkatalisis konversi ATP menjadi siklik adenosin monofosfat (cAMP). Peningkatan konsentrasi cAMP dapat menyebabkan aktivasi beberapa jalur, termasuk saluran ion berpagar nukleotida heterosiklik dan protein pertukaran yang diaktifkan oleh cAMP (EPAC). Selain itu, enzim protein kinase A (PKA) juga bergantung pada cAMP dan hanya diaktifkan jika ada cAMP.
PKA memfosforilasi berbagai protein lain, yang menyebabkan kontraksi otot jantung, konversi glikogen menjadi glukosa, dan pengaturan ekspresi gen.
Pentingnya
Pada manusia, cAMP bekerja dengan mengaktifkan protein kinase A (PKA). Enzim ini terdiri dari dua subunit katalitik dan dua subunit pengatur. Pengikatan cAMP ke subunit pengatur menyebabkannya terpisah dari subunit katalitik. Selanjutnya, subunit katalitik memasuki nukleus dan memengaruhi transkripsi. Jalur yang bergantung pada cAMP memainkan peran penting dalam berbagai proses fisiologis, termasuk peningkatan denyut jantung, sekresi kortisol, dan pemecahan glikogen dan lemak. cAMP sangat penting untuk pemeliharaan memori, relaksasi jantung, dan penyerapan air oleh ginjal.
Aktivasi jalur cAMP akan mendorong aktivasi enzim dan regulasi ekspresi gen. Aktivasi enzim yang cepat sangat kontras dengan regulasi ekspresi gen yang lebih lambat.
Penelitian tentang jalur ini umumnya dilakukan dengan menghambat atau mendorong fungsi cAMP. Jika jalur yang bergantung pada cAMP tidak dikontrol, hal ini pada akhirnya dapat menyebabkan proliferasi sel yang berlebihan, yang dapat dikaitkan dengan perkembangan atau progresi kanker.
Aktivasi dan deaktivasi
GPCR yang diaktifkan memicu perubahan konformasi pada kompleks protein G yang melekat, menyebabkan subunit Gsα menukar GDP dengan GTP dan terdisosiasi dari subunit β dan γ. Selanjutnya, subunit Gsα mengaktifkan adenilil asilase, yang dengan cepat mengubah ATP menjadi cAMP, sehingga mengaktifkan jalur yang bergantung pada cAMP. Jalur ini juga dapat diaktifkan lebih lanjut dengan aktivasi langsung adenilil asilase atau PKA.
Molekul yang mengaktifkan jalur cAMP meliputi: toksin kolera (meningkatkan kadar cAMP), forskolin (senyawa alami yang mengaktifkan adenilil asilase), kafein, dan teobromin (menghambat fosfodiesterase cAMP dan mengurangi kadar cAMP). degradasi), dan toksin pertusis, yang meningkatkan sekresi insulin.
Melalui mekanisme ini, cAMP dapat memainkan peran kunci dalam mengatur jantung, metabolisme, dan memori otak.
Ketika subunit Gsα menghidrolisis GTP menjadi GDP, jalur cAMP dinonaktifkan, mungkin dengan secara langsung menghambat adenilil asilase atau mendefosforilasi protein yang difosforilasi oleh PKA. Molekul yang menghambat jalur cAMP meliputi: cAMP phosphodiesterase (yang mengubah cAMP menjadi AMP, mengurangi kadar cAMP), dan protein Gi (yang merupakan protein G yang menghambat adenylyl acylase, mengurangi kadar cAMP).
Hasil penelitian ini membuat kita menyadari bahwa proses biokimia yang tersembunyi di balik sinyal sel tidak hanya memengaruhi detak jantung, tetapi juga melibatkan memori dan pembelajaran kita. Apakah ini membuat Anda merenungkan bagaimana perubahan kecil dalam kehidupan sehari-hari memengaruhi fisiologi dan emosi Anda?
