Adenosine monofosfaat

Adenosine monofosfaat is een nucleotide dat een deel kan vertegenwoordigen van de energiedrager adenosinetrifosfaat (ATP). Als cyclisch adenosinemonofosfaat functioneert het ook als een tweede boodschapper. Het ontstaat onder andere wanneer ATP wordt afgebroken, waardoor energie vrijkomt.

Wat is adenosinemonofosfaat?

Adenosinemonofosfaat (C10H14N5O7P) is een nucleotide en behoort tot de purineribotiden. Purine is een bouwstof in het menselijk lichaam die ook in alle andere levende wezens wordt aangetroffen. Het molecuul vormt een dubbele ring en verschijnt nooit alleen: Purine is altijd gekoppeld aan andere moleculen om grotere eenheden te vormen.

Purine is een van de bouwstenen van adenine. Deze base wordt ook aangetroffen in deoxyribonucleïnezuur (DNA) en codeert voor genetisch opgeslagen informatie. Naast adenine behoort guanine ook tot de purinebasen. Het adenine in adenosinemonofosfaat is gekoppeld aan twee andere bouwstenen: ribose en fosforzuur. Ribose is een suiker met de molecuulformule C5H10O5. Biologie noemt het molecuul ook pentose omdat het uit een vijfledige ring bestaat. In adenosinemonofosfaat bindt fosforzuur aan het vijfde koolstofatoom van ribose. Andere namen voor adenosinemonofosfaat zijn adenylaat en adenylzuur.

Functie, effect en taken

Cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP) ondersteunt de overdracht van hormonale signalen. Een steroïdhormoon bindt zich bijvoorbeeld aan een receptor die zich aan de buitenkant van het celmembraan bevindt. In zekere zin is de receptor de eerste ontvanger van de cel. Het hormoon en de receptor passen als een sleutel en slot in elkaar en veroorzaken zo een biochemische reactie in de cel.

In dit geval is het hormoon de eerste boodschapper die het enzym adenylaatcyclase activeert. Deze biokatalysator splitst nu ATP in de cel, waardoor cAMP ontstaat. Vervolgens activeert cAMP op zijn beurt een ander enzym dat, afhankelijk van het celtype, de celreactie triggert - bijvoorbeeld de productie van een nieuw hormoon. Adenosinemonofosfaat heeft de functie van uw tweede signaalstof of een tweede boodschapper.

Het aantal moleculen blijft echter niet hetzelfde van stap tot stap: het aantal moleculen neemt ongeveer vertienvoudigd per reactiestap toe, wat de respons van de cel verhoogt. Dit is ook de reden waarom hormonen in zeer lage concentraties voldoende zijn om een ​​sterke reactie op te wekken. Aan het einde van de reactie is het enige dat van het cAMP overblijft adenosinemonofosfaat, waarvan andere enzymen kunnen terugkeren naar de cyclus.

Wanneer een enzym AMP splitst van adenosinetrifosfaat (ATP), wordt energie opgewekt. Het menselijk lichaam maakt op verschillende manieren gebruik van deze energie. ATP is de belangrijkste energiedrager binnen levende wezens en zorgt ervoor dat biochemische processen zowel op microniveau als spierbewegingen kunnen plaatsvinden.

Adenosinemonofosfaat is ook een van de bouwstenen van ribonucleïnezuur (RNA). In de kern van menselijke cellen wordt genetische informatie opgeslagen in de vorm van DNA. Zodat de cel ermee kan werken, kopieert het het DNA en maakt het een RNA. DNA en RNA bevatten dezelfde informatie over dezelfde sectie, maar verschillen in de structuur van hun moleculen.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Adenosine monofosfaat kan ontstaan ​​uit adenosinetrifosfaat (ATP). Het enzym adenylaatcyclase splitst het ATP en geeft daarbij energie vrij. Het fosforzuur van de stoffen speelt een bijzonder belangrijke rol. Fosfoanhydrietbindingen koppelen de afzonderlijke moleculen aan elkaar. De splitsing kan verschillende mogelijke gevolgen hebben: ofwel splitsen enzymen het ATP op in adenosinedifosfaat (ADP) en orthofosfaat of in AMP en pyrofosfaat. Omdat het energiemetabolisme in wezen een cyclus is, kunnen enzymen de individuele bouwstenen ook weer combineren tot ATP.

De mitochondriën zijn verantwoordelijk voor de synthese van ATP. Mitochondriën zijn celorganellen die functioneren als de energiecentrales van de cellen. Ze zijn gescheiden van de rest van de cel door hun eigen membraan. Mitochondria worden geërfd van de moeder (moederlijk). Adenosinemonofosfaat komt in alle cellen voor en is daarom overal in het menselijk lichaam te vinden.

Ziekten en aandoeningen

Bij adenosinemonofosfaat kunnen een aantal problemen optreden. Zo kan de synthese van ATP in de mitochondriën verstoord zijn. De geneeskunde noemt zo'n disfunctie ook wel mitochondriale ziekte. Het kan verschillende oorzaken hebben, waaronder stress, slechte voeding, vergiftiging, schade door vrije radicalen, chronische ontstekingen, infectie en darmaandoeningen.

Genetische defecten zijn vaak verantwoordelijk voor de ontwikkeling van het syndroom. Mutaties veranderen de genetische code en leiden tot verschillende stoornissen in het energiemetabolisme of in de structuur van moleculen. Deze mutaties worden niet noodzakelijk in het DNA van de celkern aangetroffen; Mitochondriën hebben hun eigen genetische samenstelling die onafhankelijk van het celkern-DNA bestaat.

Bij mitochondriopathie produceren de mitochondriën ATP alleen langzamer; de cellen hebben daardoor minder energie. In plaats van volledige ATP te bouwen, synthetiseren de mitochondriën meer ADP dan normaal. De cellen kunnen ADP ook gebruiken voor energieproductie, maar ADP stoot minder energie uit dan ATP. Bij mitochondriale ziekten kan het lichaam glucose gebruiken als energieleverancier; melkzuur wordt geproduceerd wanneer ze worden afgebroken. Mitochondriale ziekte is geen ziekte op zich, maar is een syndroom dat deel kan uitmaken van een ziekte.

De geneeskunde vat verschillende manifestaties van mitochondriale aandoeningen samen onder de naam. Het kan bijvoorbeeld voorkomen in de context van het MELAS-syndroom. Dit is een neurologische aandoening die wordt gekenmerkt door toevallen, hersenbeschadiging en een verhoogde vorming van melkzuur. Bovendien is mitochondriale ziekte ook gerelateerd aan verschillende vormen van dementie.