cAMPabhängige

cAMPabhängige Signale bezeichnen biochemische Prozesse, die durch den second messenger cAMP (zyklisches Adenosinmonophosphat) vermittelt werden. cAMP wird in der Zelle vorwiegend durch die Adenylylcyclase aus ATP synthetisiert und durch verschiedene GPCRs reguliert; Gs-koppelte Rezeptoren erhöhen cAMP, während Gi die Bildung senkt. Die Signale werden auch durch Phosphodiesterasen (PDEs) abgebaut, die cAMP in AMP umwandeln und so die Signalkaskade abschalten.

Zu den wichtigsten cAMP-abhängigen Effektoren zählen Proteinkinase A (PKA) und Epac (Exchange Proteins directly Activated by cAMP). PKA liegt in Heterotetrameren aus two regulatorischen und zwei katalytischen Untereinheiten vor; cAMP bindet an die regulatorischen Untereinheiten, wodurch die katalytischen Untereinheiten freigesetzt und aktiv werden. PKA phosphoryliert Zielproteine wie Enzyme des Glukose- und Glykogenstoffwechsels sowie Transkriptionsfaktoren wie CREB (cAMP response element-binding protein), was zu veränderten Stoffwechselwegen und Genexpression führt. Epac aktiviert Rap-GTPasen und vermittelt damit weitere zelluläre Prozesse wie Vesikeltransport, Zelladhäsion und Cytoskelett-Dynamik, unabhängig von der direkten PKA-Signalkaskade.

Die räumliche und zeitliche Feinabstimmung cAMP-abhängiger Signale wird durch die Vielfalt der PDE-Isoformen in Geweben und durch die Kompartimentierung der Signalwege erreicht. In der Physiologie tragen cAMPabhängige Signale zur Regulation von Energiestoffwechsel, Herzfunktion, Muskelaktivität und neuronalen Prozessen bei. Dysregulation kann zu metabolischen oder kardiovaskulären Problemen beitragen, weshalb Modulationen des cAMP-Systems, etwa durch PDE-Hemmer, pharmakologisch genutzt werden.