Liebe Kolleginnen und Kollegen,
Das zyklische Nukleotid cyclisches 3′,5′-Adenosinmonophosphat (cyclisches AMP) ist das prototypische Mitglied der Familie der Second Messenger, das die intrazellulären Wirkungen einer Vielzahl von Zelloberflächenrezeptoren für Hormone, Neurotransmitter, Wachstumsfaktoren sowie sensorische Reize vermittelt. Zyklisches AMP ist heute als universeller Regulator der Zellfunktion in einer Vielzahl von Organismen, einschließlich Protozoen, Pflanzen und Tieren, anerkannt. Die zyklische AMP-Signalisierung tritt bekanntermaßen in diskreten subzellulären Kompartimenten auf und wird heute weithin als Paradigma für die „kompartimentierte“ zelluläre Signalisierung in biologischen Systemen angesehen. Biologische Prozesse, die durch zyklisches AMP vermittelt werden, umfassen Gedächtnisbildung, Metabolismus, Genregulation und Immunfunktion, und seine Deregulierung ist mit vielen Pathologien verbunden, einschließlich metabolischer, kardiovaskulärer, pulmonaler und entzündlicher Störungen sowie bestimmter Krebsarten.
Zyklisches AMP wird intrazellulär nach Aktivierung von GPCRs durch physiologische Stimuli synthetisiert, wodurch die extrazelluläre Ligandenbindung durch Konformationsänderungen im Rezeptor, die die Zellmembran durchqueren, in intrazelluläre Signale umgewandelt wird. Diese strukturellen Effekte führen zur Dissoziation von heterotrimeren G-Protein-Untereinheiten Ga und Gßy in der Plasmamembran 1. Es ist die stimulierende Gsa-Untereinheit, die spezifisch an der Synthese von cyclischem AMP beteiligt ist, da sie die Adenylatcyclase (AC) an der Plasmamembran aktiviert und dadurch die Umwandlung von ATP in cyclisches AMP und Pyrophosphat katalysiert. Im Gegensatz dazu blockieren inhibitorische Gia-Untereinheiten die AC-Aktivierung, wodurch die zyklische AMP-Produktion begrenzt wird. Erhöhte intrazelluläre zyklische AMP-Spiegel sind in der Lage, einen ausgewählten Bereich von Signalwegen durch spezifische Wechselwirkungen mit Effektorproteinen zu aktivieren, die zyklische Nukleotidbindungsdomänen (CNBs) enthalten. Dazu gehören Proteinkinase A (PKA), durch zyklisches AMP aktiviertes Austauschprotein (EPACs 1 und 2), zyklische AMP-reaktive Ionenkanäle (CICs) und Popeye-domänenhaltige Proteine (POPDCs). Die Aktivierung dieser Proteine durch zyklisches AMP steuert viele Aspekte der Zellfunktion, einschließlich Proliferation, Differenzierung, Sekretion, Zellausbreitung, Entzündung, Kontraktilität und Plasmamembranumbau. Daher ist die zyklische AMP-Signalgebung zu einem attraktiven Ziel für die Arzneimittelentwicklung zur Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten geworden.
Diese Sonderausgabe von Cells widmet sich allen Aspekten der zyklischen AMP-Signalübertragung bei Menschen und anderen Organismen. Es wird Artikel enthalten, die zusammen eine ausgewogene, state-of-the-Art-Ansicht der zyklischen AMP-Signalbiologie bieten. Wir suchen Einreichungen von qualitativ hochwertigen Artikeln, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Kontrolle der Synthese und des Abbaus von zyklischem AMP, die Zellbiologie von zyklischen AMP-Effektoren, die Kompartimentierung von zyklischen AMP-Signalkomponenten, Arzneimittelentwicklung und physiologische Regulation bei Gesundheit und Krankheit bei Menschen und anderen Modellorganismen.
Prof. Stephen Yarwood
Gastredakteur
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