Циклоаденилатная сигнальная система

Многие химические медиаторы действуют путем активирования аденилатциклазы, в результате чего из аденозилтрифосфата (АТФ) образуется циклический адензинмонофосфат (цАМФ) (рис. 8.2). При этом два реакционноспособных концевых фосфата АТФ легко гидролизуются, а энергия, высвобождающаяся в процессе гидролиза одной или обеих высокоэнергетических фосфатных групп, может использоваться для энергозатратных биохимических процессов.

цАМФ регулирует внутриклеточные процессы у многих исследованных организмов. Под действием внешнего стимула концентрация цАМФ может в течение нескольких секунд увеличиваться в десятки раз. Аденилатциклаза, с помощью которой синтезируется цАМФ, связана с цитоплазматической мембраной. Под действием фосфодиэстеразы цАМФ расщепляется до аденозин-5-монофосфата. Включение аденилатциклазной сигнальной системы осуществляется в результате взаимодействия элиситора с рецептором и активации аденилатциклазы. Повышенное содержание цАМФ приводит к активации цАМФ-зависимых протеинкинах и, как следствие, к фосфорилированию различных белков, в том числе и факторов регуляции транскрипции и экспрессии генов защитного ответа. Установлено, что с функционированием циклоаденилатной сигнальной системы связана индукция устойчивости многих растений.
В растениях, в отличие от животных, обнаружена низкая концентрация цАМФ, что породило сомнения в ее функциональной роли. Однако, использование ингибиторов фосфодиэстеразы, превращающей цАМФ в нециклическую форму, показало, что малая концентрация цАМФ вызвана ее интенсивным превращением в неактивную форму.