cAMP依存性プロテインキナーゼ経路

細胞外リガンドやファーストメッセンジャーは、直接細胞に侵入することはできません。それどころか、GPCRに結合してGタンパク質を刺激し、Gタンパク質はアデニリルシクラーゼなどの酵素を活性化して、セカンドメッセンジャーであるサイクリックAMPを大量に放出します。

サイクリックAMPは、主にプロテインキナーゼAまたはPKAを活性化することにより、シグナルを伝達および増幅します。

1つのサイクリックAMP分子が結合すると、より多くのサイクリックAMPがPKAの調節サブユニットに結合するのに役立ちます。結果として生じるコンフォメーション変化により、PKA触媒サブユニットが放出されます。

活性化されたPKAは、ホスホリラーゼキナーゼやグリコーゲンシンターゼなどの細胞質標的タンパク質を迅速にリン酸化し、それらを活性化または阻害します。これにより、グルコースからグリコーゲンへの変換が妨げられ、グルコースが体内に動員されます。

活性化されたPKAは、核にも入り、環状AMP応答要素結合タンパク質またはCREBをリン酸化します。

リン酸化CREBは、標的遺伝子上のサイクリックAMP応答要素(CRE)に結合し、グルコース合成のための酵素の転写を開始し、グルコースレベルを回復させます。