Adenilciklāzes

Adenilciklāzes uzskata par enzīmu klasi līzēm. Viņu uzdevums ir katalizēt ciklisko cAMP, šķeļot P-O saites no ATP. To darot, tie iedarbina signāla kaskādi, kas ir atbildīga par daudziem dažādiem procesiem organismā.

Kas ir adenililciklāze?

Adenililciklāzes mediē hormonu vai citu kurjeru iedarbību no šūnas membrānas ārpuses līdz atbilstošām messenger vielām šūnā. Tās ir tā saucamās lināzes, kas darbojas kā fermenti, lai sadalītu īpašas saites molekulās. Piemēram, tie sadala P-O saites (saite starp fosforu un skābekli).

Jūsu uzdevums ir katalizēt ATP sadalījumu otrajam kurjera cAMP. Tas tiek veikts ar G olbaltumvielu palīdzību. G proteīni ir atbildīgi par signāla pārraidi (signāla pārraidi), kas notiek starp receptoriem un otro kurjersistēmu. Šim nolūkam adenililciklāzēm ir noteikti domēni ar raksturīgu struktūru, kas darbojas kā saistošas ​​vietas ATP un G olbaltumvielām.

Šī saite ierosina adenililciklāžu katalītisko efektu, lai sadalītu ATP līdz mAMP. Dažādu adenililciklāžu būvniecības plāni ir atšķirīgi. Tomēr viņiem visiem ir kopīgi attiecīgie domēni. Cilvēka adenililciklāzēm ir desmit izoenzīmi, no kuriem deviņi ir piesaistīti membrānai, un viens no tiem rodas kā citosola olbaltumviela šūnas iekšpusē nodalījumos.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Adenililciklāžu uzdevums ir ar otro kurjeru palīdzību pārraidīt signālus no šūnas ārējās membrānas uz šūnas iekšienē esošajām kurjeriem. Tas attiecas uz visām eikariotiskajām dzīvajām būtnēm. Bet adenililciklāzes arī spēlē signālu pārvadātājus prokariotu baktērijās. Adenililciklāzes ir sadalītas trīs galvenajās klasēs.

I klase ir efektīva gramnegatīvās baktērijās. II klases adenililciklāzēm ir liela loma slimību izraisošajās baktērijās. Tie ir atkarīgi no inficētā saimnieka organisma olbaltumvielu kalmodulīna. Lielāko klasi (III klase) pārstāv adenililciklāzes, kas rodas visos eikariotiskajos organismos, un tās šeit pastarpina hormonu iedarbību. Šim nolūkam hormoni pārraida signālus no šūnas ārējās membrānas uz šūnas iekšienē esošajām kurjeriem. Pēc tam šīs kurjeru vielas izsauc bioķīmiskās reakcijas, kuras ierosina hormoni.

Atbilstošais hormons saistās ar tā receptoru, kas vienlaikus atbrīvo noteiktu G olbaltumvielu. G proteīns savukārt stimulē vai kavē adenililciklāzi, kas nekavējoties sāk katalizēt cAMP veidošanos no ATP vai kavē cAMP veidošanos. Kad ATP tiek pārveidots par cAMP, vienlaicīgi veidojas pirofosfāts ar divām fosfātu grupām. Pirofosfāts nekavējoties sadalās divos fosfātos. Tas apgrieztu reakciju uz ATP padara neiespējamu. Tādēļ adenililciklāzes regulē G olbaltumvielu ietekme. Izveidotajai cAMP ir dažādas funkcijas organismā. Tas aktivizē enzīma proteīna kināzi A.

Olbaltumvielu kināze A savukārt katalizē dažādu fermentu fosforilēšanos un tāpēc iejaucas, lai regulētu metabolismu. Fosforilēšana aktivizē vai kavē atbilstošos enzīmus. Tas, vai runa ir par aktivizēšanu vai kavēšanu, ir atkarīgs no konkrētā fermenta. Caur reakcijas ķēdes hormonu, receptoru, G-olbaltumvielu izdalīšanos, adenililciklāzes aktivizēšanu / kavēšanu, cAMP veidošanos no ATP un proteīnkināzes A stimulēšanu, noteiktu hormonu iedarbība tiek nogādāta mērķa vietā.

Šie hormoni un kurjeru vielas ir glikagons, AKTH, adrenalīns, noradrenalīns, dopamīns, oksitocīns, histamīns un citi. Papildus proteīnkināzes A aktivizēšanai cAMP stimulē arī dažu hormonu un fermentu gēnu ekspresiju. Tas, cita starpā, attiecas uz hormoniem parathormonu, vazoaktīvo zarnu peptīdu (VIP) un somatostatīnu.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Adenililciklāzes dabā sastopamas visur. Visas eikariotu un dažas prokariotu būtnes izmanto adenililciklāzes, lai iegūtu plaši izplatīto otro kurjeru cAMP. Eikariotos adenililciklāzes atrodas uz ķermeņa šūnu membrānas virsmas. No turienes viņi signālus no hormoniem un noteiktām kurjeru vielām pārsūta uz šūnu, kur pēc tam tiek izraisītas dažādas reakcijas.

Slimības un traucējumi

Visā signālu pārvades sistēmā defektu un traucējumu dēļ var rasties dažādas slimības. Liela loma ir ģenētiskajām izmaiņām dažādos iesaistītajos fermentos, ieskaitot adenililciklāzes. Ir pat teorijas, kas pieņem, ka lielāko daļu slimību var izsekot kļūdainai signāla pārvadei no šūnas membrānas uz šūnas iekšpusi.

Gan samazināta, gan palielināta signāla pārvade no šūnas virsmas uz šūnas iekšpusi ir slimības vērtībā. To piemēri ir acu slimības retinīts pigmentosa vai nieru diabēta insipidus.Daudzu endokrinoloģisko slimību pamatā ir samazināta signāla pārvade. Tas pats attiecas uz sirds mazspēju. Paaugstināta signāla pārraide rada pastāvīgi palielinātas cAMP vērtības. Pastāv pastāvīgs uztraukums, kas izpaužas dažādās slimībās, piemēram, sirds mazspējā vai psiholoģiskos traucējumos.

Papildus sirds mazspējai var dot priekšroku arī tādām slimībām kā atkarības (piemēram, alkoholisms), šizofrēnija, Alcheimera slimība, astma un citas. Tiek pētīta arī signālu pārvades traucējumu ietekme uz tādu slimību attīstību kā cukura diabēts, arterioskleroze, paaugstināts asinsspiediens vai audzēja augšana. Autoimūnas slimības, piemēram, čūlains kolīts, var rasties arī nepareizas signāla pārvades dēļ. Holērā tiek ražots baktēriju toksīns, kas izraisa pastāvīgu adenililciklāzes aktivizēšanu.

CAMP līmenis tiek paaugstināts, jo netiek inhibētas atbilstošās hormonāli aktivētās adenililciklāzes. MAMP līmenis ir paaugstināts arī garo klepu (garā klepus) gadījumā. Šeit trūkst G olbaltumvielu kavēšanas, kas kavē inhibīciju adenililciklāzēm. Tas palielina adenililciklāžu koncentrāciju. Daudzas fermentu ģenētiskās izmaiņas (ieskaitot adenililciklāzes) var izraisīt vai veicināt slimības.