Các xyclases adenylyl thuộc về các lyases như một lớp của enzyme. Chức năng của chúng là xúc tác chu trình cAMP bằng cách phân cắt các liên kết PO khỏi ATP. Khi làm như vậy, chúng kích hoạt một tầng tín hiệu chịu trách nhiệm cho nhiều quá trình khác nhau trong cơ thể sinh vật.
Adenylyl cyclase là gì?
Adenylyl cyclases làm trung gian ảnh hưởng của kích thích tố hoặc các sứ giả khác từ bên ngoài màng tế bào tới các sứ giả tương ứng bên trong ô. Chúng được gọi là lyases, là enzyme phân cắt các liên kết cụ thể trong phân tử. Ví dụ, chúng phân cắt các liên kết PO (liên kết giữa phốt pho và ôxy). Nhiệm vụ của chúng là xúc tác sự phân hủy ATP thành cAMP thông tin thứ hai. Điều này được thực hiện với sự trợ giúp của G protein. G protein chịu trách nhiệm về sự truyền tín hiệu diễn ra giữa các thụ thể và hệ thống truyền tin thứ hai. Vì mục đích này, các xyclase adenylyl có một số miền nhất định với cấu trúc đặc trưng, hoạt động như các vị trí liên kết với ATP và G protein. Sự liên kết này bắt đầu hoạt động xúc tác của các xyclase adenylyl để phân hủy ATP thành mAMP. Các bản thiết kế của các xyclase adenylyl khác nhau là khác nhau. Tuy nhiên, tất cả chúng đều có các miền tương ứng chung. Đối với các adenylyl cyclase của người, có XNUMX isozyme, XNUMX isozyme trong số đó liên kết với màng và một trong số đó xuất hiện dưới dạng protein cytosolic bên trong tế bào trên các ngăn.
Chức năng, hành động và vai trò
Chức năng của adenylyl cyclases là truyền tín hiệu từ bên ngoài màng tế bào thông qua sứ giả thứ hai đến sứ giả bên trong ô. Điều này đúng ở tất cả các sinh vật nhân chuẩn. Tuy nhiên, adenylyl cyclase cũng đóng một vai trò như chất dẫn truyền tín hiệu trong sinh vật nhân sơ vi khuẩn. Do đó, các xyclase adenylyl được chia thành ba lớp chính. Lớp I có hiệu quả trong Gram âm vi khuẩn. Các xyclase adenylyl loại II đóng một vai trò chính trong việc gây bệnh vi khuẩn. Chúng phụ thuộc vào protein calmodulin của sinh vật chủ bị nhiễm bệnh. Lớp lớn nhất (lớp III) được đại diện bởi các xyclase adenylyl được tìm thấy trong tất cả các sinh vật nhân thực. Ở đây, họ làm trung gian cho hành động của kích thích tố. Điều này liên quan đến việc truyền tín hiệu từ kích thích tố từ bên ngoài màng tế bào đến các chất truyền tin bên trong tế bào. Các chất truyền tin này sau đó sẽ kích hoạt các phản ứng sinh hóa do các hormone khởi xướng. Trong quá trình này, hormone tương ứng liên kết với thụ thể của nó, đồng thời giải phóng một protein G cụ thể. Đến lượt mình, protein G lại kích thích hoặc ức chế một adenylyl cyclase, men này ngay lập tức bắt đầu xúc tác sự hình thành cAMP từ ATP hoặc ức chế sự hình thành cAMP. Trong quá trình chuyển đổi ATP thành cAMP, một pyrophosphat có hai phốt phát các nhóm được thành lập đồng thời. Pyrophotphat ngay lập tức bị phân hủy thành hai photphat. Điều này làm cho phản ứng trở lại ATP không thể xảy ra. Do đó, sự điều hòa của adenylyl cyclases xảy ra thông qua ảnh hưởng của các protein G. CAMP được hình thành có nhiều chức năng trong cơ thể sinh vật. Nó kích hoạt enzyme protein kinase A. Đến lượt nó, protein kinase A xúc tác cho quá trình phosphoryl hóa của nhiều loại enzyme và do đó can thiệp vào quá trình trao đổi chất một cách có quy định. Quá trình phosphoryl hóa kích hoạt hoặc ức chế các enzym tương ứng. Việc kích hoạt hay ức chế xảy ra hay không phụ thuộc vào các enzym tương ứng. Do đó, thông qua hormone chuỗi phản ứng, thụ thể, giải phóng G-protein, kích hoạt / ức chế adenylyl cyclase, hình thành cAMP từ ATP và kích thích protein kinase A, hoạt động của một số hormone được trung gian đến vị trí đích. Các hormone và sứ giả này bao gồm glucagon, ACTH, epinephrin, norepinephrine, dopamine, oxytocin, histamine, và những người khác. Ngoài việc kích hoạt protein kinase A, cAMP cũng kích thích gen biểu hiện cho một số hormone và enzym. Điều này đúng với các hormone hormone tuyến cận giáp, peptide hoạt tính đường ruột (VIP), hoặc somatostatin, Trong số những người khác.
Sự hình thành, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu
Adenylyl cyclases được tìm thấy ở khắp mọi nơi trong tự nhiên hoạt hình. Tất cả sinh vật nhân chuẩn và một số sinh vật nhân sơ sử dụng adenylyl cyclases để tạo ra cAMP thông tin thứ hai chung. Ở sinh vật nhân thực, các xyclase adenylyl nằm ở bề mặt màng tế bào xôma. Từ đó, chúng chuyển tiếp các tín hiệu từ hormone và một số sứ giả nhất định vào tế bào, nơi các phản ứng khác nhau sau đó được bắt đầu.
Bệnh tật và rối loạn
Những khiếm khuyết và rối loạn trong toàn bộ hệ thống truyền tín hiệu có thể gây ra nhiều loại bệnh. Những thay đổi về gen ở các enzym khác nhau liên quan, bao gồm cả adenylyl cyclases, đóng một vai trò quan trọng. Thậm chí, có giả thuyết cho rằng hầu hết các bệnh là do quá trình truyền tín hiệu từ màng tế bào đến nội tế bào bị khiếm khuyết. Cả giảm và tăng dẫn truyền tín hiệu từ bề mặt tế bào vào bên trong tế bào đều có giá trị bệnh tật. Ví dụ như bệnh về mắt viêm võng mạc sắc tố hoặc thận bệnh tiểu đường chứng vô cảm. Nhiều bệnh nội tiết dựa trên sự giảm dẫn truyền tín hiệu. Điều này cũng đúng với tim sự thất bại. Với sự gia tăng truyền tín hiệu, nồng độ cAMP cao vĩnh viễn xảy ra. Điều này dẫn đến tình trạng kích động liên tục, biểu hiện của các bệnh khác nhau như tim thất bại hoặc rối loạn tâm lý. Ngoài tim thất bại, chẳng hạn như các bệnh như nghiện ngập (ví dụ, nghiện rượu), tâm thần phân liệt, Alzheimer dịch bệnh, hen suyễn và những người khác có thể được ưu ái. Ảnh hưởng của rối loạn dẫn truyền tín hiệu đến sự phát triển của các bệnh như bệnh tiểu đường bệnh đái tháo đường, xơ cứng động mạch, tăng huyết áp hoặc sự phát triển của khối u cũng đang được nghiên cứu. Bệnh tự miễn như là viêm loét đại tràng cũng có thể do quá trình truyền tín hiệu bị lỗi. Trong dịch tả, một loại độc tố vi khuẩn được tạo ra gây kích hoạt vĩnh viễn adenylyl cyclase. Do đó, mức cAMP tăng lên vì các adenylyl cyclase được kích hoạt bằng nội tiết tố tương ứng không bị ức chế. Mức mAMP cũng tăng cao trong bệnh ho gà. Ở đây, không có sự ức chế protein G, chất ức chế đối với adenylyl cyclases, không có. Kết quả là, tập trung của các xyclase adenylyl tăng lên. Nhiều thay đổi di truyền trong các enzym (bao gồm cả adenylyl cyclases) cũng có thể gây ra hoặc thúc đẩy bệnh tật.
