Аденил-циклазе

Аденил-циклазе рачунати као ензимска класа до лиза. Њихов задатак је катализација цикличког цАМП-а цепањем П-О веза из АТП-а. При томе покрећу сигналну каскаду која је одговорна за много различитих процеса у организму.

Шта је аденилил циклаза?

Аденил-циклазе посредују ефекте хормона или других супстанцијалних супстанци са спољашње стране ћелијске мембране на одговарајуће преносиве супстанце унутар ћелије. То су такозване лизе, које делују као ензими за разбијање специфичних веза у молекулама. На пример, раздвојили су П-О везе (веза између фосфора и кисеоника).

Ваш задатак је да катализујете распад АТП-а на други мессенгер цАМП. То се ради уз помоћ Г протеина. Г протеини су одговорни за пренос сигнала (трансдукција сигнала) који се одвија између рецептора и система другог гласника. Због тога, аденилил циклазе имају одређене домене са карактеристичном структуром, који делују као везивна места за АТП и Г протеине.

Ова веза покреће каталитички ефекат аденилил циклаза да разгради АТП до мАМП. Грађевински планови различитих адилилилних циклаза су различити. Међутим, сви имају одговарајуће домене. Постоји десет изоензима за хумане аденилил циклазе, од којих је девет везано за мембрану, а један се цитосолни протеин налази у ћелији у одељцима.

Функција, ефекат и задаци

Задатак аденилил циклаза је да преносе сигнале са спољне ћелијске мембране до гласничких супстанци унутар ћелије преко другог гласника. Ово се односи на сва еукариотска жива бића. Али аденил-циклазе такође играју улогу преноса сигнала у прокариотским бактеријама. Аденил-циклазе су подељене у три главне класе.

Класа И је ефикасна у грам-негативним бактеријама. Аденилилциклазе класе ИИ играју главну улогу у бактеријама које изазивају болест. Зависне су од протеина калмодулина инфицираног организма домаћина. Највећу класу (класа ИИИ) представљају аденилил циклазе које се јављају у свим еукариотским организмима и овде посредују ефекте хормона. У ту сврху, хормони преносе сигнале са спољашње ћелијске мембране до гласничких супстанци унутар ћелије. Те гласничке супстанце тада покрећу биохемијске реакције које иницирају хормони.

Одговарајући хормон веже се за његов рецептор, који истовремено ослобађа одређени Г протеин. Г протеин заузврат, стимулише или инхибира аденилил циклазу која одмах почиње да катализује стварање цАМП-а из АТП-а или инхибира стварање цАМП-а. Када се АТП претвори у цАМП, истовремено се формира пирофосфат са две фосфатне групе. Пирофосфат се одмах распада на два фосфата. То онемогућује обрнуту реакцију на АТП. Аденилил циклазе су стога регулисане утицајем Г протеина. ЦАМП који се формира има различите функције у организму. Активира ензим протеин киназу А.

Протеин киназа А, заузврат, катализује фосфорилацију различитих ензима и самим тим интервенише да регулише метаболизам. Фосфорилација активира или инхибира одговарајуће ензиме. Да ли је у питању активација или инхибиција, зависи од одређеног ензима. Преко хормона реакционог ланца, рецептора, ослобађања Г-протеина, активирања / инхибиције аденил-циклазе, стварања цАМП-а из АТП-а и стимулације протеин-киназе А, ефекат одређених хормона преноси се на циљно место.

Ови хормони и супстанце за гласање укључују глукагон, АЦТХ, адреналин, норадреналин, допамин, окситоцин, хистамин и друге. Поред активирања протеин киназе А, цАМП такође стимулише експресију гена за неке хормоне и ензиме. Ово се односи на хормоне паратиреоидела, вазоактивни цревни пептид (ВИП) и соматостатин.

Образовање, појава, својства и оптималне вредности

Аденил-циклазе се јављају свуда у природи. Сва еукариотска и нека прокариотска створења користе аденилил циклазе за производњу широко распрострањеног другог цАМП-а другог гласника. Код еукариота аденилил циклазе су смештене на мембранској површини ћелија тела. Одатле, они прослеђују сигнале из хормона и одређених гласника у ћелију, где се тада покрећу различите реакције.

Болести и поремећаји

Разне болести могу настати због оштећења и сметњи у целом систему преноса сигнала. Генетске промене различитих укључених ензима, укључујући аденилил циклазу, играју главну улогу. Постоје чак и теорије које претпостављају да се већина болести може пратити до неисправне трансдукције сигнала из ћелијске мембране у унутрашњост ћелије.

И смањена и повећана трансдукција сигнала са ћелијске површине у ћелијску унутрашњост су од вредности болести. Примери за то су ретинитис пигментоса очне болести или бубрежни дијабетес инсипидус. Многе ендокринолошке болести заснивају се на смањеној трансдукцији сигнала. Исто важи и за затајење срца. Повећана трансдукција сигнала резултира трајно повећаним вриједностима цАМП. Постоји непрестано узбуђење, које се манифестује различитим болестима као што су затајење срца или психички поремећаји.

Поред затајења срца, погодују се и болести попут зависности (нпр. Алкохолизам), шизофреније, Алцхајмера, астме и других. Такође се истражује утицај поремећаја трансдукције сигнала на развој болести попут дијабетес мелитуса, артериосклерозе, високог крвног притиска или раста тумора. Аутоимуне болести попут улцерозног колитиса могу такође бити посљедица неисправне трансдукције сигнала. Код колере се ствара бактеријски токсин који узрокује трајну активацију аденилил циклазе.

Ниво цАМП се повећава јер одговарајуће хормонски активиране адилилил циклазе нису инхибиране. Ниво мАМП-а се такође повећава код кукастог кашља (пертуссис). Овде недостаје инхибиција Г протеина, који је инхибитор аденилил циклазе. То повећава концентрацију аденил-циклаза. Многе генетске промене ензима (укључујући аденилил циклазе) могу изазвати или промовисати болести.