cAMPとcGMPの違いとは?分かりやすく解説!

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cAMPとcGMPの主な違いは、cAMPがグリコーゲン、糖、脂質代謝の調節を含むいくつかの生化学的プロセスに関与するのに対し、cGMPはイオンチャネル伝導、グリコーゲン分解、細胞のアポトーシスの調節因子として機能することである

 さらに、cAMPはほとんどの組織で高濃度に存在し、cGMPは低濃度に存在します。

CAMPとcGMPは2種類の環状ヌクレオチドです。

また、タンパク質とリガンドとの相互作用の幅が広いため、セカンドメッセンジャーとしての役割を担っています。

主な対象分野

  1. cAMPとは
         – 定義、構造、機能
  2. cGMPとは
         – 定義、構造、機能
  3. cAMPとcGMPの類似点とは?
         – 共通点の概要
  4. cAMPとcGMPの違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

cAMP、cGMP、環状ヌクレオチド、セカンドメッセンジャー、シグナル伝達

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cAMPとは

cAMP(環状アデノシン一リン酸)は、多数の細胞外シグナルの細胞内セカンドメッセンジャーであり、cAMP依存性経路を伝達する。

一般に、cAMPはアデニル酸シクラーゼという酵素の働きにより、ATPから合成されます。

また、この酵素は、細胞膜の内側にあるさまざまな場所に固定されている。

図1: cAMP

さらに、cAMPの主な機能は、グルカゴン、アドレナリンなどのホルモンの作用を、プロテインキナーゼの活性化によって伝達することである

そのため、グリコーゲン、糖、脂質の代謝など生化学的なプロセスを制御している。

 ここで、cAMPはプロテインキナーゼAをその制御ユニットの特定の場所で活性化し、制御ユニットと触媒サブユニットを解離させる。

その結果、触媒ユニットが基質タンパク質をリン酸化することが可能になる

基質タンパク質は、イオンチャネル、活性化または阻害された酵素のいずれかです。

cGMPとは

cGMP(環状グアノシン一リン酸)は、環状AMPと同様にセカンドメッセンジャーとして働く環状ヌクレオチドです。

一般的には、グアニル酸シクラーゼという酵素の働きにより、GTPから合成されます。

しかも、ほとんどの組織において、cGMPの濃度はcAMPの濃度の10~100分の1程度と低い。

しかし、cGMPは、イオンチャネルのコンダクタンス、グリコーゲン分解、細胞のアポトーシスなどの調節因子として機能している。

図2:cGMPの概念図

さらに、cGMPは平滑筋、特に血管の弛緩に関与している。

弛緩は血管の拡張につながり、血流を増加させる。

一方、眼球では、光伝達のセカンドメッセンジャーとして働いている。

光が当たると、活性化されたホスホジエステラーゼがcGMPを分解する。

さらに、光受容体のナトリウムチャネルはcGMPゲート型です。

そのため、光の存在下ではcGMPが不足するため、これらのチャネルは閉じられる。

しかし、これによって視細胞の細胞膜は過分極を起こし、視覚情報が脳に伝達される。

cAMPとcGMPの類似性

  • cAMPとcGMPは、環状ヌクレオチドの一種です。
  • 糖とリン酸が環状に結合した一リン酸ヌクレオチドです。
  • また、リボース糖、窒素塩基、単一リン酸基の3つの官能基を有しています。
  • タンパク質とリガンドの相互作用の幅が広い。
  • プロテインキナーゼを活性化する。
  • 真核生物のホルモンやイオンチャネルのシグナル伝達において、セカンドメッセンジャーとして働く。
  • また、原核生物では、DNA結合タンパク質のアロステリックエフェクター化合物として機能する。

cAMPとcGMPの違い

定義

cAMPはシグナル伝達経路に関与する一般的なセカンドメッセンジャーであり、cGMPはcAMPと同様にセカンドメッセンジャーとして働く環状ヌクレオチドのことである

従って、cAMPとcGMPの主な違いを説明する。

として知られています。

cAMPは、3′,5′-cyclic adenosine monophosphate、cyclic adenosine monophosphate、cyclic AMPなど、cGMPは、3′,5′-cyclic guanosine monophosphate、cyclic guanosine monophosphate、cyclic GMPなどとも称される。

タイプ

cAMPとcGMのもう一つの違いは、cAMPがアデノシンヌクレオチドの一種であるのに対し、cGMPはグアノシンヌクレオチドの一種であることです

合成

cAMPはアデニル酸シクラーゼという酵素の働きによりATPから合成され、グアニル酸シクラーゼという酵素の働きによりGTPから合成される。

濃縮度

また、cAMPは多くの組織で高濃度に存在し、cGMPは多くの組織で低濃度に存在する。

機能

また、cAMPは真核細胞のグリコーゲン、糖、脂質代謝の調節に、cGMPはイオンチャネルのコンダクタンス、グリコーゲン分解、細胞アポトーシス、平滑筋弛緩、光伝導の調節に関与することが知られています。

結論

cAMP は環状ヌクレオチドであり、多くの組織で高濃度に存在する。

また、セカンドメッセンジャーとして、糖、グリコーゲン、脂質の代謝を調節する役割を担っている。

一方、cGMPも環状ヌクレオチドの一つで、組織中に低濃度で存在する。

しかし、イオンチャネルの伝導、グリコーゲン分解、細胞のアポトーシスに関与している。

また、平滑筋の弛緩や光電変換にも関与している。

従って、cAMPとcGMPの主な違いは、組織内の濃度と機能です。

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