Аденилилциклази

Аденилилциклази се брои като ензимен клас към лиазите. Тяхната задача е да катализират цикличния сАМФ чрез разцепване на Р-О връзки от АТФ. По този начин те задействат сигнална каскада, която е отговорна за много различни процеси в организма.

Какво е аденилил циклаза?

Аденилилциклазите медиират ефектите на хормони или други вестителни вещества от външната страна на клетъчната мембрана към съответните вестителни вещества вътре в клетката. Те са така наречените лиази, които действат като ензими за разрушаване на специфични връзки в молекулите. Например, те разделят P-O връзки (връзка между фосфор и кислород).

Вашата задача е да катализирате разпадането на ATP във втория cAMP на messenger. Това става с помощта на G протеини. G протеините са отговорни за предаването на сигнала (преобразуване на сигнала), което се осъществява между рецепторите и системите за втори месинджър. За това аденилилциклазите имат определени домейни с характерна структура, които действат като свързващи места за ATP и G протеините.

Тази връзка инициира каталитичния ефект на аденилил циклазите за разграждане на ATP до mAMP. Конструктивните планове на различните аденилилови циклази са различни. Те обаче имат всички общи домейни. Има десет изоензима за човешки аденилил циклази, девет от които са свързани с мембрана и един се среща като цитозолен протеин вътре в клетката в отделения.

Функция, ефект и задачи

Задачата на аденилиловите циклази е да предават сигнали от външната клетъчна мембрана до пратените вещества вътре в клетката чрез втори месинджъри. Това се отнася за всички еукариотни живи същества. Но аденилилциклазите също играят роля на предаватели на сигнали в прокариотни бактерии. Аденилиловите циклази са разделени на три основни класа.

Клас I е ефективен при грам-отрицателни бактерии. Аденилилциклазите от клас II играят основна роля в болестотворните бактерии. Те са зависими от протеиновия калмодулин на заразения гостоприемник. Най-големият клас (клас III) е представен от аденилиловите циклази, които се срещат във всички еукариотни организми.Те тук те медиират ефектите на хормоните. За тази цел хормоните предават сигнали от външната клетъчна мембрана до пратените вещества вътре в клетката. След това тези пратени вещества предизвикват биохимичните реакции, които се инициират от хормоните.

Съответният хормон се свързва със своя рецептор, който в същото време освобождава определен G протеин. G протеинът от своя страна стимулира или инхибира аденилил циклазата, която веднага започва да катализира образуването на cAMP от ATP или инхибира образуването на cAMP. Когато ATP се преобразува в cAMP, едновременно се образува пирофосфат с две фосфатни групи. Пирофосфатът веднага се разгражда на два фосфата. Това прави обратната реакция към ATP невъзможна. Следователно аденилиловите циклази се регулират под влияние на G протеините. Образуваният cAMP има разнообразни функции в организма. Активира ензимната протеин киназа А.

Протеин киназата А, от своя страна, катализира фосфорилирането на различни ензими и следователно се намесва, за да регулира метаболизма. Фосфорилирането активира или инхибира съответните ензими. Дали става въпрос за активиране или инхибиране зависи от конкретния ензим. Чрез хормона на реакционната верига, рецептора, освобождаването на G-протеин, активирането / инхибирането на аденилил циклазата, образуването на cAMP от АТФ и стимулирането на протеин киназа А, ефектът на някои хормони се пренася до целевото място.

Тези хормони и пратеници съдържат глюкагон, ACTH, адреналин, норадреналин, допамин, окситоцин, хистамин и други. В допълнение към активирането на протеин киназа А, сАМФ също стимулира генната експресия за някои хормони и ензими. Това се отнася за хормоните паратиреоиден хормон, вазоактивен чревен пептид (VIP) и соматостатин, наред с други.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Аденилиловите циклази се срещат навсякъде в природата. Всички еукариотични и някои прокариотни същества използват аденилил циклази, за да произведат широко разпространения cAMP на втори пратеник. При еукариотите аденилилциклазите са разположени върху мембранната повърхност на клетките на тялото. Оттам те препращат сигналите от хормоните и определени пратеници в клетката, където след това се задействат различни реакции.

Болести и разстройства

Различни заболявания могат да възникнат от дефекти и смущения в цялата предавателна система за сигнали. Генетичните промени в различните участващи ензими, включително аденилилциклазите, играят основна роля. Има дори теории, които предполагат, че повечето заболявания могат да бъдат проследени до дефектна трансдукция на сигнал от клетъчната мембрана във вътрешността на клетката.

Както намалената, така и повишената трансдукция на сигнал от клетъчната повърхност във вътрешността на клетката са от болестно значение. Примери за това включват очен заболяване ретинит пигментоза и бъбречен диабет insipidus. Много ендокринологични заболявания се основават на намалена сигнална трансдукция. Същото важи и за сърдечната недостатъчност. Повишената трансдукция на сигнала води до трайно повишени стойности на cAMP. Има постоянно вълнение, което се проявява при различни заболявания като сърдечна недостатъчност или психологически разстройства.

В допълнение към сърдечната недостатъчност могат да се предпочитат и болести като зависимости (напр. Алкохолизъм), шизофрения, алцхаймер, астма и други. Изследва се също влиянието на нарушенията на трансдукцията на сигнала върху развитието на заболявания като захарен диабет, артериосклероза, високо кръвно налягане или растеж на тумор. Автоимунните заболявания като улцерозен колит също могат да се дължат на дефектна сигнална трансдукция. При холера се произвежда бактериален токсин, който причинява трайно активиране на аденилилциклаза.

Нивото на cAMP се повишава, тъй като съответните хормонално активирани аденилилови циклази не се инхибират. Нивото на mAMP се повишава и при магарешка кашлица (коклюш). Тук липсва инхибирането на G протеин, който е инхибиторен за аденилилациклазите. Това увеличава концентрацията на аденилилциклазите. Много генетични промени в ензимите (включително аденилилциклазите) могат да причинят или насърчат заболявания.