Adenililciklāzes pieder pie liāzēm kā klase fermenti. To funkcija ir cikliskās cAMP katalizēšana, atdalot PO saites no ATP. To darot, tie izraisa signālu kaskādi, kas ir atbildīga par daudziem dažādiem procesiem organismā.
Kas ir adenililciklāze?
Adenililciklāzes ir starpniecības efekts hormoni vai citi kurjeri no ārpuses šūnu membrānu attiecīgajiem kurjeriem kamerā. Tās ir tā saucamās liāzes, kas ir fermenti kas sašķeļ īpašas saites molekulas. Piemēram, viņi sašķeļ PO obligācijas (saites starp fosfors un skābeklis). Viņu uzdevums ir katalizēt ATP sadalījumu otrajā kurjera nometnē. Tas tiek darīts ar G palīdzību proteīni. G proteīni ir atbildīgi par signālu pārraidi, kas notiek starp receptoriem un otrajām ziņojumapmaiņas sistēmām. Šim nolūkam adenililciklāzēm ir noteikti domēni ar raksturīgu struktūru, kas darbojas kā saistīšanās vietas ATP un G proteīni. Šī saistīšanās sāk adenililciklāžu katalītisko darbību, lai ATP noārdītu par mAMP. Dažādu adenililciklāžu projekti ir atšķirīgi. Tomēr visiem tiem ir kopīgi attiecīgie domēni. Cilvēka adenililciklāzēm ir desmit izozīmi, no kuriem deviņi ir saistīti ar membrānu, un viens no tiem notiek kā citosola proteīns šūnas iekšpusē nodalījumos.
Funkcija, darbība un lomas
Adenililciklāžu funkcija ir signālu pārraide no ārpuses šūnu membrānu ar otro kurjeru starp kurjeriem kamerā. Tas attiecas uz visiem eikariotu organismiem. Tomēr adenililciklāzēm ir nozīme arī kā signāla pārveidotājiem prokariotā baktērijas. Tādējādi adenililciklāzes tiek iedalītas trīs galvenajās klasēs. I klase ir efektīva gramnegatīvā baktērijas. II klases adenililciklāzēm ir galvenā loma patogēnās baktērijas. Tie ir atkarīgi no inficētā saimniekorganisma proteīna kalmodulīna. Lielāko klasi (III klase) pārstāv adenililciklāzes, kas sastopamas visos eikariotu organismos. Šeit viņi ir starpnieki hormoni. Tas ietver signāla pārraidi no hormoni no ārpuses šūnu membrānu līdz kurjera vielām šūnas iekšienē. Šīs kurjera vielas izraisa bioķīmiskās reakcijas, kuras ierosina hormoni. Šajā procesā atbilstošais hormons saistās ar tā receptoru, kas vienlaikus atbrīvo specifisku G proteīnu. G proteīns savukārt stimulē vai inhibē adenililciklāzi, kas nekavējoties sāk katalizēt cAMP veidošanos no ATP vai kavē cAMP veidošanos. Pārveidojot ATP par cAMP, pirofosfāts ar diviem fosfāts grupas tiek veidotas vienlaicīgi. Pirofosfāts nekavējoties sadalās divos fosfātos. Tas padara atpakaļreakciju uz ATP neiespējamu. Tādējādi adenililciklāžu regulēšana notiek ar G olbaltumvielu ietekmi. Izveidotajam cAMP organismā ir vairākas funkcijas. Tas aktivizē enzīma proteīnkināzi A. Proteīna kināze A savukārt katalizē dažādu fosforilēšanu fermenti un tāpēc regulatīvā veidā iejaucas metabolismā. Fosforilēšana aktivizē vai inhibē attiecīgos enzīmus. Tas, vai notiek aktivācija vai inhibīcija, ir atkarīgs no attiecīgajiem enzīmiem. Tādējādi, izmantojot reakcijas ķēdes hormonu, receptoru, G-olbaltumvielu izdalīšanos, adenililciklazes aktivāciju / inhibīciju, cAMP veidošanos no ATP un olbaltumvielu kināzes A stimulēšanu, noteiktu hormonu darbība tiek virzīta uz mērķa vietu. Šie hormoni un kurjeri ietver glikagons, ACTHepinefrīns, norepinefrīns, dopamīna, oksitocīns, histamīna, un citi. Papildus proteīnkināzes A aktivizēšanai cAMP arī stimulē gēns dažu hormonu un enzīmu ekspresija. Tas attiecas uz hormoniem paratheidālais hormons, vazoaktīvais zarnu peptīds (VIP) vai somatostatīns, Among others.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Adenililciklāzes ir sastopamas visur dzīvā dabā. Visi eikariotu un daži prokariotu organismi izmanto adenililciklāzes, lai iegūtu kopēju otro kurjera cAMP. Eikariotos adenililciklāzes atrodas somatisko šūnu membrānas virsmā. No turienes viņi pārraida hormonu un noteiktu kurjeru signālus šūnā, kur pēc tam tiek uzsāktas dažādas reakcijas.
Slimības un traucējumi
Defekti un traucējumi visā signālu pārraides sistēmā var izraisīt dažādas slimības. Liela loma ir ģenētiskām izmaiņām dažādos iesaistītajos enzīmos, ieskaitot adenililciklāzes. Ir pat teorijas, kas pieņem, ka lielākā daļa slimību ir saistītas ar defektu signāla pārnešanu no šūnas membrānas uz šūnas interjeru. Gan samazinātajai, gan palielinātajai signāla transdukcijai no šūnas virsmas uz šūnas interjeru ir slimības vērtība. Piemēri ietver acu slimību retinīts pigmentosa vai nieru diabēts insipidus. Daudzu endokrinoloģisko slimību pamatā ir samazināta signāla pārnese. Tas pats attiecas arī uz sirds neveiksme. Ar paaugstinātu signāla pārnesi rodas pastāvīgi paaugstināts cAMP līmenis. Tā rezultātā notiek pastāvīga uzbudinājums, kas izpaužas dažādās slimībās, piemēram sirds neveiksmes vai psiholoģiski traucējumi. Papildus sirds neveiksmes, tādas slimības kā atkarības (piemēram, alkoholisms), šizofrēnija, Alcheimera slimība, astma un citi var būt labvēlīgi. Signāla transdukcijas traucējumu ietekme uz tādu slimību attīstību kā diabēts cukura diabēts, arterioskleroze, hipertonija vai arī tiek pētīta audzēja augšana. Autoimūnas slimības piemēram, čūlainais kolīts var būt arī bojātas signāla pārvades dēļ. In holera, tiek ražots baktēriju toksīns, kas izraisa pastāvīgu adenililciklāzes aktivāciju. Tāpēc cAMP līmenis ir paaugstināts, jo attiecīgās hormonāli aktivētās adenililciklāzes netiek kavētas. MAMP līmenis ir paaugstināts arī garā klepus. Šeit nav G olbaltumvielu, kas inhibē adenililciklāzes, inhibīcija. Tā rezultātā koncentrācija palielinās adenililciklāžu skaits. Daudzas ģenētiskās izmaiņas fermentos (ieskaitot adenililciklāzes) arī var izraisīt vai veicināt slimības.
