Adenylyl cyclases

Adenylyl cyclases นับเป็นระดับเอนไซม์ไปจนถึงไลเอส หน้าที่ของพวกเขาคือเร่งปฏิกิริยา CAMP แบบวัฏจักรโดยการตัดพันธะ P-O ออกจาก ATP ในการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดน้ำตกสัญญาณซึ่งรับผิดชอบกระบวนการต่างๆในสิ่งมีชีวิต

adenylyl cyclase คืออะไร?

adenylyl cyclases เป็นสื่อกลางของผลกระทบของฮอร์โมนหรือสารอื่น ๆ จากภายนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังสารส่งสารที่เกี่ยวข้องภายในเซลล์ พวกมันเรียกว่าไลเอสซึ่งทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ในการทำลายพันธะเฉพาะในโมเลกุล ตัวอย่างเช่นพวกเขาแยกพันธะ P-O (พันธะระหว่างฟอสฟอรัสและออกซิเจน)

งานของคุณคือเร่งการแยกย่อยของ ATP ไปยังค่ายผู้ส่งสารที่สอง สิ่งนี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีน G โปรตีน G มีหน้าที่ในการส่งสัญญาณ (การส่งสัญญาณ) ที่เกิดขึ้นระหว่างตัวรับและระบบผู้ส่งสารตัวที่สอง สำหรับสิ่งนี้ adenylyl cyclases มีโดเมนบางอย่างที่มีโครงสร้างลักษณะเฉพาะซึ่งทำหน้าที่เป็นไซต์ที่มีผลผูกพันสำหรับโปรตีน ATP และ G

พันธะนี้เริ่มต้นเอฟเฟกต์เร่งปฏิกิริยาของ adenylyl cyclases เพื่อสลาย ATP เป็น mAMP แผนการก่อสร้างของ adenylyl cyclases ที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมีโดเมนที่ตรงกันเหมือนกัน มีไอโซเอนไซม์สิบชนิดสำหรับ adenylyl cyclases ของมนุษย์ซึ่งเก้าในนั้นมีเยื่อหุ้มเซลล์และอีกชนิดหนึ่งเกิดขึ้นเป็นโปรตีนไซโตโซลิกภายในเซลล์ในช่องต่างๆ

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

หน้าที่ของ adenylyl cyclases คือการส่งสัญญาณจากเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอกไปยังสารส่งสารภายในเซลล์ผ่านทางผู้ส่งสารตัวที่สอง สิ่งนี้ใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมด แต่ adenylyl cyclases ยังมีบทบาทเป็นตัวส่งสัญญาณในแบคทีเรียโปรคาริโอต adenylyl cyclases แบ่งออกเป็นสามคลาสหลัก

Class I มีประสิทธิภาพในแบคทีเรียแกรมลบ Class II adenylyl cyclases มีบทบาทสำคัญในแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรค พวกมันขึ้นอยู่กับโปรตีนคาโมดูลินของสิ่งมีชีวิตที่ติดเชื้อ คลาสที่ใหญ่ที่สุด (คลาส III) แสดงโดย adenylyl cyclases ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมดที่นี่พวกเขาเป็นสื่อกลางผลของฮอร์โมน เพื่อจุดประสงค์นี้ฮอร์โมนจะส่งสัญญาณจากเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอกไปยังสารส่งสารภายในเซลล์ จากนั้นสารส่งสารเหล่านี้จะกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เริ่มต้นโดยฮอร์โมน

ฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องจะจับกับตัวรับซึ่งในเวลาเดียวกันจะปล่อยโปรตีน G บางตัวออกมา โปรตีน G จะกระตุ้นหรือยับยั้ง adenylyl cyclase ซึ่งจะเริ่มกระตุ้นการสร้างแคมป์จาก ATP ทันทีหรือยับยั้งการก่อตัวของแคมป์ เมื่อ ATP ถูกเปลี่ยนเป็นแคมป์จะเกิดไพโรฟอสเฟตที่มีหมู่ฟอสเฟตสองกลุ่มในเวลาเดียวกัน ไพโรฟอสเฟตแตกตัวเป็นฟอสเฟตสองตัวทันที สิ่งนี้ทำให้ปฏิกิริยาย้อนกลับกับ ATP เป็นไปไม่ได้ ดังนั้น adenylyl cyclases จึงถูกควบคุมโดยอิทธิพลของโปรตีน G แคมป์ที่เกิดขึ้นมีหน้าที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์โปรตีนไคเนสเอ

ในทางกลับกันโปรตีนไคเนสเอจะเร่งปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันของเอนไซม์ต่างๆดังนั้นจึงเข้าไปแทรกแซงเพื่อควบคุมเมตาบอลิซึม ฟอสโฟรีเลชันกระตุ้นหรือยับยั้งเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็นการกระตุ้นหรือยับยั้งขึ้นอยู่กับเอนไซม์โดยเฉพาะ ผ่านฮอร์โมนลูกโซ่ปฏิกิริยาตัวรับการปลดปล่อย G-protein การกระตุ้น / การยับยั้ง adenylyl cyclase การสร้างแคมป์จาก ATP และการกระตุ้นของโปรตีนไคเนส A ผลของฮอร์โมนบางชนิดจะถูกถ่ายทอดไปยังไซต์เป้าหมาย

ฮอร์โมนและสารส่งสารเหล่านี้ ได้แก่ glucagon, ACTH, adrenaline, noradrenaline, dopamine, oxytocin, histamine และอื่น ๆ นอกเหนือจากการกระตุ้นโปรตีนไคเนส A แล้วแคมป์ยังช่วยกระตุ้นการแสดงออกของยีนสำหรับฮอร์โมนและเอนไซม์บางชนิด สิ่งนี้ใช้กับฮอร์โมนพาราไธรอยด์ฮอร์โมนเปปไทด์ในลำไส้ vasoactive (VIP) และ somatostatin เป็นต้น

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

Adenylyl cyclases เกิดขึ้นทุกที่ในธรรมชาติ ยูคาริโอตทั้งหมดและสิ่งมีชีวิตที่มีโปรคาริโอตบางชนิดใช้อะเดนิไลล์ไซเคสเพื่อสร้างแคมป์สารที่สองที่แพร่หลาย ในยูคาริโอต adenylyl cyclases อยู่บนผิวพังผืดของเซลล์ร่างกาย จากนั้นพวกมันส่งต่อสัญญาณจากฮอร์โมนและสารส่งสารบางอย่างไปยังเซลล์ซึ่งจะมีการกระตุ้นปฏิกิริยาต่างๆ

โรคและความผิดปกติ

โรคต่างๆอาจเกิดจากข้อบกพร่องและสัญญาณรบกวนในระบบส่งสัญญาณทั้งหมดสำหรับสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเอนไซม์ต่างๆที่เกี่ยวข้องรวมถึงอะดีนิไลล์ไซเคสมีบทบาทสำคัญ มีแม้แต่ทฤษฎีที่สันนิษฐานว่าโรคส่วนใหญ่สามารถตรวจสอบย้อนกลับไปสู่การส่งสัญญาณที่ผิดพลาดจากเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่ภายในเซลล์

ทั้งการส่งสัญญาณที่ลดลงและเพิ่มขึ้นจากผิวเซลล์ไปสู่ภายในเซลล์นั้นมีค่าของโรค ตัวอย่างเช่นโรคตา retinitis pigmentosa หรือ renal diabetes insipidus โรคต่อมไร้ท่อหลายชนิดขึ้นอยู่กับการถ่ายทอดสัญญาณที่ลดลง เช่นเดียวกับภาวะหัวใจล้มเหลว การส่งสัญญาณที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าแคมป์เพิ่มขึ้นอย่างถาวร มีความตื่นเต้นอย่างต่อเนื่องซึ่งแสดงออกมาในโรคต่างๆเช่นหัวใจล้มเหลวหรือความผิดปกติทางจิตใจ

นอกเหนือจากภาวะหัวใจล้มเหลวแล้วโรคต่างๆเช่นการเสพติด (เช่นโรคพิษสุราเรื้อรัง) โรคจิตเภทอัลไซเมอร์โรคหอบหืดและอื่น ๆ ก็เป็นที่ชื่นชอบได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบอิทธิพลของความผิดปกติของการถ่ายทอดสัญญาณที่มีต่อพัฒนาการของโรคเช่นโรคเบาหวานภาวะหลอดเลือดความดันโลหิตสูงหรือการเติบโตของเนื้องอก โรคแพ้ภูมิตัวเองเช่นลำไส้ใหญ่อักเสบเป็นแผลอาจเกิดจากการส่งสัญญาณผิดพลาด ในอหิวาตกโรคมีการผลิตสารพิษจากแบคทีเรียซึ่งทำให้เกิดการกระตุ้น adenylyl cyclase อย่างถาวร

ระดับแคมป์จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากไม่ได้ยับยั้ง adenylyl cyclases ที่กระตุ้นด้วยฮอร์โมนที่เกี่ยวข้อง ระดับ mAMP ยังเพิ่มขึ้นในโรคไอกรน (ไอกรน) ที่นี่การยับยั้งโปรตีน G ซึ่งเป็นตัวยับยั้ง adenylyl cyclases หายไป สิ่งนี้จะเพิ่มความเข้มข้นของ adenylyl cyclases การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมหลายอย่างของเอนไซม์ (รวมถึง adenylyl cyclases) อาจทำให้เกิดหรือส่งเสริมโรคได้