Аденілілциклази

Аденілілциклази зараховують до класу ферментів до ліаз. Їх завдання - каталізувати циклічний цАМФ шляхом відщеплення Р-О зв'язків з АТФ. При цьому вони запускають сигнальний каскад, який відповідає за багато різних процесів в організмі.

Що таке аденілілциклаза?

Аденілілциклази опосередковують дію гормонів або інших месенджерних речовин із зовнішньої сторони клітинної мембрани до відповідних месенджерних речовин всередині клітини. Це так звані ліази, які діють як ферменти для розриву специфічних зв'язків у молекулах. Наприклад, вони розщеплювали P-O зв’язки (зв’язок між фосфором і киснем).

Ваше завдання - каталізувати зрив ATP до другого месенджера cAMP. Це робиться за допомогою G білків. G білки відповідають за передачу сигналу (передачу сигналу), що відбувається між рецепторами та системами другого месенджера. Для цього аденілілциклази мають певні домени з характерною структурою, які діють як сайти зв'язування для білків АТФ та G.

Ця зв'язок ініціює каталітичну дію аденілілциклаз для руйнування АТФ до mAMP. Плани побудови різних аденілільних циклаз різні. Однак всі вони мають відповідні спільні домени. Існує десять ізоферментів для аденілілових циклаз людини, дев'ять з яких пов'язані з мембраною, а один відбувається як цитозольний білок всередині клітини у відділеннях.

Функція, ефект та завдання

Завдання аденілілциклаз - передавати сигнали від зовнішньої мембрани клітини до месенджерних речовин всередині клітини через другі месенджери. Це стосується всіх еукаріотичних живих істот. Але аденілілциклази також грають роль передавачів сигналу в прокаріотичних бактеріях. Аденілілові циклази поділяються на три основні класи.

Клас I ефективний при грамнегативних бактеріях. Аденілілциклази класу II відіграють головну роль у хвороботворних бактеріях. Вони залежать від білкового кальмодуліну зараженого організму господаря. Найбільший клас (III клас) представлений аденілілциклазами, які зустрічаються у всіх еукаріотичних організмах, тут вони опосередковують вплив гормонів. Для цього гормони передають сигнали від зовнішньої клітинної мембрани до месенджерних речовин всередині клітини. Ці речовини-посланники потім викликають біохімічні реакції, які ініціюються гормонами.

Відповідний гормон зв’язується зі своїм рецептором, який одночасно вивільняє певний G білок. Білок G в свою чергу стимулює або інгібує аденілілциклазу, яка негайно починає каталізувати утворення цАМФ з АТФ або інгібує утворення цАМФ. Коли АТФ перетворюється на цАМФ, одночасно утворюється пірофосфат з двома фосфатними групами. Пірофосфат негайно розпадається на два фосфати. Це робить зворотну реакцію на АТФ неможливою. Тому аденілілциклази регулюються впливом G білків. Сформований цАМФ має різноманітні функції в організмі. Він активує фермент протеїнкіназу А.

Білкова кіназа А, в свою чергу, каталізує фосфорилювання різних ферментів і, отже, втручається, щоб регулювати обмін речовин. Фосфорилювання активує або інгібує відповідні ферменти. Йдеться про активацію чи гальмування, залежить від конкретного ферменту. Через гормон реакції ланцюга, вивільнення рецепторів, вивільнення G-білка, активацію / пригнічення аденіліциклази, утворення цАМФ з АТФ та стимуляцію протеїнкінази А, вплив певних гормонів передається до місця призначення.

До таких гормонів і речовин, що належать до гіпсокартону, належать глюкагон, АКТГ, адреналін, норадреналін, дофамін, окситоцин, гістамін та інші. Крім активації протеїнкінази А, цАМФ також стимулює експресію генів для деяких гормонів та ферментів. Це стосується гормонів паратиреоїдного гормону, вазоактивного кишкового пептиду (VIP) та соматостатину.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Аденілілові циклази зустрічаються всюди в природі. Усі еукаріотичні та деякі прокаріотичні істоти використовують аденілілциклази для отримання широко поширеного другого месенджера cAMP. У еукаріотів аденілілциклази розташовані на мембранній поверхні клітин організму. Звідти вони передають сигнали від гормонів та певних речовин-месенджерів до клітини, де потім викликаються різні реакції.

Хвороби та розлади

Різноманітні захворювання можуть виникати через дефекти та перешкоди у всій системі передачі сигналів. Генетичні зміни різних ферментів, що беруть участь, включаючи аденілілциклази, відіграють головну роль. Існують навіть теорії, які припускають, що більшість захворювань простежується до несправної передачі сигналу з клітинної мембрани у внутрішню частину клітини.

Як знижена, так і підвищена передача сигналу від поверхні клітини до внутрішньої клітини мають значення захворювання. Прикладами цього є очна хвороба ретиніт пігментоза або нирковий діабет нескінченна. Багато ендокринологічних захворювань засновані на зниженій передачі сигналу. Те саме стосується серцевої недостатності. Підвищена передача сигналу призводить до постійно підвищених значень цАМФ. Постійне збудження, яке проявляється при різних захворюваннях, таких як серцева недостатність або психологічні розлади.

Окрім серцевої недостатності, такі захворювання, як звикання (наприклад, алкоголізм), шизофренія, хвороба Альцгеймера, астма та інші, також можуть надавати перевагу. Також досліджується вплив порушень передачі сигналу на розвиток таких захворювань, як цукровий діабет, артеріосклероз, високий кров'яний тиск або ріст пухлини. Аутоімунні захворювання, такі як виразковий коліт, можуть також бути наслідком несправної передачі сигналу. У холери виробляється бактеріальний токсин, який викликає постійну активацію аденілілциклази.

Рівень цАМФ підвищується, оскільки відповідні гормонально активовані аденілілциклази не інгібуються. Рівень mAMP також підвищується при коклюші (коклюш). Тут інгібування G білка, який є інгібітором аденілілциклаз, відсутнє. Це збільшує концентрацію аденілілациклаз. Багато генетичні зміни ферментів (включаючи аденілілциклази) можуть викликати або сприяти захворюванням.