Ciclazele adenilil aparțin liaselor ca o clasă de enzime. Funcția lor este de a cataliza AMPc ciclic prin scindarea legăturilor PO de la ATP. Procedând astfel, declanșează o cascadă de semnalizare care este responsabilă pentru multe procese diferite din organism.
Ce este o adenilil ciclază?
Ciclazele adenilil mediază efectele hormoni sau alți mesageri din exteriorul membrana celulara către mesagerii corespunzători din interiorul celulei. Sunt așa-numitele lyase, care sunt enzime care scindează legături specifice în molecule. De exemplu, scindează legături PO (legătură între fosfor și oxigen). Sarcina lor este de a cataliza defalcarea ATP la cel de-al doilea messenger cAMP. Acest lucru se face cu ajutorul lui G proteine. G proteine sunt responsabili pentru transducțiile de semnal care au loc între receptori și sistemele de mesagerie secundară. În acest scop, ciclilele adenilil au anumite domenii cu o structură caracteristică, care acționează ca situsuri de legare pentru ATP și G proteine. Această legare inițiază acțiunea catalitică a adenilil ciclaselor pentru a degrada ATP în mAMP. Planurile diferitelor ciclii de adenilil sunt diferite. Cu toate acestea, toate au în comun domeniile corespunzătoare. Pentru adenilil ciclasele umane, există zece izozime, dintre care nouă sunt legate de membrană și una dintre acestea apare ca o proteină citosolică în interiorul celulei pe compartimente.
Funcția, acțiunea și rolurile
Funcția ciclicelor adenilil este de a transmite semnale din exterior membrana celulara prin al doilea mesager către mesagerii din interiorul celulei. Acest lucru este adevărat în toate organismele eucariote. Cu toate acestea, ciclenele adenilil joacă, de asemenea, un rol de traductoare de semnal în procariote bacterii. Astfel, ciclilele adenilil sunt împărțite în trei clase majore. Clasa I este eficientă în gram-negativ bacterii. Ciclazele adenilil de clasa II joacă un rol major în patogen bacterii. Acestea sunt dependente de proteina calmodulină a organismului gazdă infectat. Cea mai mare clasă (clasa III) este reprezentată de ciclenele adenilil găsite în toate organismele eucariote. Aici ei mediază acțiunea hormoni. Aceasta implică transducția semnalului de la hormoni din exterior membrana celulara la substanțele mesager din interiorul celulei. Aceste substanțe mesager declanșează apoi reacțiile biochimice inițiate de hormoni. În acest proces, hormonul corespunzător se leagă de receptorul său, care eliberează simultan o proteină G specifică. Proteina G stimulează sau inhibă la rândul său o adenilil ciclază, care începe imediat să catalizeze formarea AMPc din ATP sau inhibă formarea AMPc. În timpul conversiei ATP în AMPc, un pirofosfat cu două fosfat grupurile se formează simultan. Pirofosfatul se descompune imediat în doi fosfați. Acest lucru face imposibilă o reacție înapoi la ATP. Astfel, reglarea ciclenelor adenilil are loc prin influența proteinelor G. AMPc format are funcții multiple în organism. Activează enzima proteină kinază A. Protein kinaza A, la rândul său, catalizează fosforilarea diferitelor enzime și, prin urmare, intervine în metabolism într-o manieră reglatoare. Fosforilarea activează sau inhibă enzimele corespunzătoare. Dacă apare activarea sau inhibarea depinde de enzimele respective. Astfel, prin hormonul lanțului de reacție, receptorul, eliberarea proteinei G, activarea / inhibarea adenilil ciclazei, formarea AMPc din ATP și stimularea protein kinazei A, acțiunea anumitor hormoni este mediată la locul țintă. Acești hormoni și mesageri includ glucagon, ACTH, epinefrină, noradrenalinei, dopamina, oxitocină, histamina, si altii. Pe lângă activarea protein kinazei A, AMPc stimulează, de asemenea genă expresie pentru unii hormoni și enzime. Acest lucru este valabil pentru hormoni hormon paratiroidian, peptidă intestinală vasoactivă (VIP) sau somatostatină, Printre altele.
Formare, apariție, proprietăți și valori optime
Ciclazele adenilil se găsesc peste tot în natura animată. Toate organismele eucariote și unele procariote utilizează ciclazele adenilil pentru a produce cel de-al doilea mesager comun AMPc. În eucariote, ciclilele adenilil sunt situate la suprafața membranei celulelor somatice. De acolo, ei transmit semnale de la hormoni și anumiți mesageri în celulă, unde sunt inițiate apoi diverse reacții.
Boli și tulburări
Defectele și tulburările din întregul sistem de transmitere a semnalelor pot provoca o mare varietate de boli. Modificările genetice ale diferitelor enzime implicate, inclusiv ciclenele adenilil, joacă un rol major. Există chiar teorii care presupun că majoritatea bolilor se datorează transducției defectuoase a semnalului de la membrana celulară la interiorul celulei. Atât transducția redusă, cât și cea crescută a semnalului de la suprafața celulei către interiorul celulei au valoare de boală. Exemplele includ boala oculară retinita pigmentosa sau renale diabet insipidus. Multe boli endocrinologice se bazează pe transducția redusă a semnalului. Același lucru este valabil și pentru inimă eșec. Odată cu transducția semnalului crescută, apar niveluri de AMPc permanent ridicate. Acest lucru are ca rezultat o agitație constantă, care se manifestă în diferite boli, cum ar fi inimă eșec sau tulburări psihologice. Pe lângă inimă eșec, boli precum dependența (de exemplu, alcoolism), schizofrenie, Alzheimer boală, astm iar altele pot fi favorizate. Influența tulburărilor de transducție a semnalului asupra dezvoltării unor boli precum diabet mellitus, arterioscleroză, hipertensiune sau creșterea tumorii este, de asemenea, investigată. Boală autoimună precum colita ulceroasa poate fi, de asemenea, datorită transducției defectuoase a semnalului. În holeră, se produce o toxină bacteriană care determină activarea permanentă a adenilil ciclazei. Nivelul AMPc este, prin urmare, crescut, deoarece ciclurile corespunzătoare de adenilil activate hormonal nu sunt inhibate. Nivelul mAMP este, de asemenea, crescut la pertussis. Aici, inhibarea proteinei G, care este inhibitoare pentru adenilil ciclasele, este absentă. Ca urmare, concentrare a ciclenelor de adenilil crește. Multe modificări genetice ale enzimelor (inclusiv ciclurile adenilil) pot, de asemenea, provoca sau promova boli.
