Ang adenylyl cyclases ay nabibilang sa mga lyase bilang isang klase ng enzymes. Ang kanilang pag-andar ay upang mapalitan ang cyclic cAMP sa pamamagitan ng pag-cleave ng mga bond ng PO mula sa ATP. Sa paggawa nito, nag-uudyok sila ng isang signaling kaskad na responsable para sa maraming iba't ibang mga proseso sa organismo.
Ano ang isang adenylyl cyclase?
Ang adenylyl cyclases ay namamagitan sa mga epekto ng hormones o iba pang mga messenger mula sa labas ng lamad ng cell sa kaukulang messenger sa loob ng cell. Ang mga ito ay tinatawag na lyases, kung alin enzymes na nakakabit ang mga tiyak na bono sa molecule. Halimbawa, kinakalat nila ang mga bono ng PO (bono sa pagitan posporus at oksiheno). Ang kanilang gawain ay i-catalyze ang pagkasira ng ATP sa pangalawang messenger ng cAMP. Ginagawa ito sa tulong ni G proteins. G proteins ay responsable para sa signal transductions na nagaganap sa pagitan ng mga receptor at pangalawang messenger system. Para sa hangaring ito, ang mga adenylyl cyclases ay may ilang mga domain na may isang istrakturang katangian, na gumaganap bilang mga umiiral na site para sa ATP at G proteins. Ang pagbubuklod na ito ay nagpapasimula ng pagkilos na catalytic ng adenylyl cyclases upang i-degrade ang ATP sa mAMP. Ang mga blueprint ng iba't ibang mga adenylyl cyclases ay magkakaiba. Gayunpaman, lahat sila ay may kaukulang mga domain na magkatulad. Para sa mga adenylyl cyclases ng tao, mayroong sampung isozymes, siyam dito ay nakatali sa lamad at isa sa mga ito ay nangyayari bilang isang cytosolic protein sa loob ng cell sa mga compartment.
Pag-andar, pagkilos, at tungkulin
Ang pagpapaandar ng adenylyl cyclases ay upang magpadala ng mga signal mula sa panlabas lamad ng cell sa pamamagitan ng pangalawang messenger sa messenger sa loob ng cell. Ito ay totoo sa lahat ng mga eukaryotic na organismo. Gayunpaman, ang adenylyl cyclases ay mayroon ding papel bilang signal transducers sa prokaryotic bakterya. Kaya, ang adenylyl cyclases ay nahahati sa tatlong pangunahing mga klase. Ang klase ko ay mabisa sa Gram-negatibo bakterya. Ang Class II adenylyl cyclases ay may pangunahing papel sa pathogenic bakterya. Nakasalalay ang mga ito sa protina kalmodulin ng nahawaang host organism. Ang pinakamalaking klase (klase III) ay kinakatawan ng adenylyl cyclases na matatagpuan sa lahat ng mga eukaryotic na organismo. Dito pinapamagitan nila ang aksyon ng hormones. Ito ay nagsasangkot ng signal transduction mula sa hormones mula sa labas lamad ng cell sa mga sangkap ng messenger sa loob ng cell. Ang mga sangkap na ito ng messenger ay nag-uudyok ng mga reaksyong biochemical na pinasimulan ng mga hormone. Sa proseso, ang kaukulang hormon ay nagbubuklod sa receptor nito, na sabay na naglalabas ng isang tukoy na G protein. Ang protina ng G naman ay pinasisigla o pinipigilan ang isang adenylyl cyclase, na agad na nagsisimulang i-catalyze ang pagbuo ng cAMP mula sa ATP o pinipigilan ang pagbuo ng cAMP. Sa panahon ng pag-convert ng ATP sa cAMP, isang pyrophosphate na may dalawa pospeyt ang mga pangkat ay nabubuo nang sabay-sabay. Ang pyrophosphate ay agad na nasisira sa dalawang phosphates. Ginagawa nitong imposibleng bumalik sa likod ng ATP. Kaya, ang regulasyon ng adenylyl cyclases ay nangyayari sa pamamagitan ng impluwensya ng mga G protein. Ang nabuong cAMP ay may maraming mga pag-andar sa organismo. Pinapagana nito ang enzyme protein kinase A. Ang protina kinase A, sa kabilang banda, ay nakapag-catalyze ng phosphorylation ng iba't ibang enzymes at samakatuwid ay nakikialam sa metabolismo sa isang regulasyong pamamaraan. Aktibo o pinipigilan ng phosphorylation ang kaukulang mga enzyme. Kung ang pagsasaaktibo o pagsugpo ay nangyayari depende sa kani-kanilang mga enzyme. Kaya, sa pamamagitan ng reaksyon ng kadena ng hormon, receptor, paglabas ng G-protein, pag-activate / pagsugpo ng adenylyl cyclase, pagbuo ng cAMP mula sa ATP, at pagpapasigla ng protein kinase A, ang aksyon ng ilang mga hormon ay pinapagitna sa target na lugar. Ang mga hormon at messenger ay kasama glucagon, ACTH, epinephrine, norepinephrine, dopamine, oxytocin, histamine, at iba pa. Bilang karagdagan sa pag-aktibo ng protina kinase A, ang cAMP ay nagpapasigla din gene expression para sa ilang mga hormone at enzyme. Ito ay totoo para sa mga hormone parathyroid hormone, vasoactive bituka peptide (VIP), o somatostatin, Bukod sa iba pa.
Pagbuo, paglitaw, mga katangian, at pinakamainam na mga halaga
Ang mga adenylyl cyclase ay matatagpuan kahit saan sa animate na kalikasan. Ang lahat ng eukaryotic at ilang mga prokaryotic na organismo ay gumagamit ng adenylyl cyclases upang makagawa ng karaniwang pangalawang messenger cAMP. Sa eukaryotes, ang adenylyl cyclases ay matatagpuan sa lamad na ibabaw ng mga somatic cell. Mula doon, nagpapalabas sila ng mga signal mula sa mga hormone at ilang mga messenger sa cell, kung saan sinimulan ang iba't ibang mga reaksyon.
Mga karamdaman at karamdaman
Ang mga depekto at karamdaman sa buong sistema ng paghahatid ng mga senyas ay maaaring maging sanhi ng iba't ibang mga karamdaman. Ang mga pagbuong genetiko sa kasangkot na mga enzyme na kasangkot, kabilang ang adenylyl cyclases, ay may pangunahing papel. Mayroong kahit na mga teorya na ipinapalagay na ang karamihan sa mga sakit ay sanhi ng depektibong signal transduction mula sa cell membrane patungo sa interior ng cell. Parehong nabawasan at nadagdagan ang signal transduction mula sa ibabaw ng cell patungo sa interior ng cell na may halaga ng sakit. Kasama sa mga halimbawa ang sakit sa mata retinitis pigmentosa o bato dyabetis insipidus Maraming mga sakit na endocrinological ay batay sa pinababang signal transduction. Ang pareho ay totoo para sa puso pagkabigo Sa pagtaas ng signal transduction, permanenteng nakataas na mga antas ng cAMP ang nagaganap. Nagreresulta ito sa patuloy na paggulo, na nagpapakita ng sarili sa iba't ibang mga sakit tulad ng puso pagkabigo o sikolohikal na karamdaman. Karagdagan sa puso pagkabigo, tulad ng mga sakit tulad ng pagkagumon (hal, alkoholismo), skisoprenya, Alzheimer sakit, hika at ang iba ay maaaring mapaboran. Ang impluwensya ng mga karamdaman sa signal transduction sa pagbuo ng mga naturang sakit bilang dyabetis mellitus, arteriosclerosis, Alta-presyon o iniimbestigahan din ang paglaki ng bukol. Autoimmune sakit tulad ng ulcerative kolaitis ay maaari ding sanhi ng pagkasira ng signal transduction. Sa kolera, isang bakterya na lason ay ginawa na nagiging sanhi ng permanenteng pag-aktibo ng adenylyl cyclase. Samakatuwid ang antas ng cAMP ay nakataas sapagkat ang kaukulang hormonally activated adenylyl cyclases ay hindi pinipigilan. Ang antas ng mAMP ay nakataas din sa pertussis. Dito, ang pagpigil ng protina ng G, na pumipigil sa adenylyl cyclases, ay wala. Bilang isang resulta, ang walang halo ng adenylyl cyclases ay nagdaragdag. Maraming mga pagbabago sa genetiko sa mga enzyme (kabilang ang adenylyl cyclases) ay maaari ring maging sanhi o magsulong ng sakit.
