Adenylyl cyclases tergolong dalam lyases sebagai kelas enzim. Fungsi mereka adalah untuk mengkatalisis cAMP siklik dengan melepaskan ikatan PO dari ATP. Dengan berbuat demikian, mereka mencetuskan lata isyarat yang bertanggungjawab untuk pelbagai proses dalam organisma.
Apa itu siklase adenylyl?
Adenylyl cyclases memediasi kesan dari hormon atau utusan lain dari luar membran sel kepada utusan yang sesuai di dalam sel. Mereka disebut lyases, yang mana enzim yang membelah ikatan tertentu dalam molekul. Contohnya, mereka memutuskan ikatan PO (ikatan antara fosforus and oksigen). Tugas mereka adalah untuk menjadi pemangkin kerosakan ATP ke cAMP utusan kedua. Ini dilakukan dengan bantuan G protein. G protein bertanggungjawab untuk pertukaran isyarat yang berlaku antara reseptor dan sistem pesanan kedua. Untuk tujuan ini, siklon adenylyl mempunyai domain tertentu dengan struktur ciri, yang bertindak sebagai laman web yang mengikat untuk ATP dan G protein. Pengikatan ini memulakan tindakan pemangkin siklasa adenylyl untuk menurunkan ATP menjadi mAMP. Rangka tindakan pelbagai kitaran adenylyl adalah berbeza. Walau bagaimanapun, mereka semua mempunyai domain yang sama. Untuk siklase adenylyl manusia, terdapat sepuluh isozim, sembilan daripadanya terikat membran dan salah satunya berlaku sebagai protein sitosolik di dalam sel pada petak.
Fungsi, tindakan, dan peranan
Fungsi kitaran adenylyl adalah untuk menghantar isyarat dari luar membran sel melalui utusan kedua kepada utusan di dalam sel. Ini berlaku dalam semua organisma eukariotik. Walau bagaimanapun, adenylyl cyclases juga berperanan sebagai transduser isyarat dalam prokariotik bakteria. Oleh itu, adenylyl cyclases terbahagi kepada tiga kelas utama. Kelas I berkesan dalam Gram-negatif bakteria. Siklus adenylyl kelas II memainkan peranan utama dalam patogenik bakteria. Mereka bergantung pada protein kododulin organisma tuan rumah yang dijangkiti. Kelas terbesar (kelas III) diwakili oleh siklis adenyil yang terdapat di semua organisma eukariotik. Di sini mereka memediasi tindakan hormon. Ini melibatkan transduksi isyarat dari hormon dari luar membran sel ke bahan utusan di dalam sel. Bahan utusan ini kemudian mencetuskan reaksi biokimia yang dimulakan oleh hormon. Dalam prosesnya, hormon yang sesuai mengikat reseptornya, yang secara bersamaan melepaskan protein G tertentu. Protein G seterusnya merangsang atau menghambat adenylyl siklase, yang segera mula menjadi pemangkin kepada pembentukan cAMP dari ATP atau menghalang pembentukan cAMP. Semasa penukaran ATP menjadi cAMP, pirofosfat dengan dua fosfat kumpulan dibentuk secara serentak. Pirofosfat segera terbahagi kepada dua fosfat. Ini menjadikan reaksi belakang terhadap ATP mustahil. Oleh itu, pengawalseliaan adenylyl cyclases berlaku melalui pengaruh protein G. CAMP yang terbentuk mempunyai pelbagai fungsi dalam organisma. Ini mengaktifkan enzim protein kinase A. Protein kinase A, seterusnya, memangkin fosforilasi pelbagai enzim dan oleh itu campur tangan dalam metabolisme secara peraturan. Fosforilasi mengaktifkan atau menghalang enzim yang sesuai. Sama ada pengaktifan atau perencatan berlaku bergantung pada enzim masing-masing. Oleh itu, melalui hormon rantai reaksi, reseptor, pelepasan protein G, pengaktifan / perencatan adenyil siklase, pembentukan cAMP dari ATP, dan rangsangan protein kinase A, tindakan hormon tertentu dimediasi ke lokasi sasaran. Hormon dan utusan ini termasuk glukagon, ACTH, epinefrin, norepinephrine, dopamin, oxytocin, histamin, dan lain lain. Selain mengaktifkan protein kinase A, cAMP juga merangsang gen ungkapan untuk beberapa hormon dan enzim. Ini berlaku untuk hormon hormon paratiroid, peptida usus vasoaktif (VIP), atau somatostatin, dalam kalangan yang lain.
Pembentukan, kejadian, sifat, dan nilai optimum
Kitaran Adenylyl terdapat di mana-mana sahaja dalam alam bernyawa. Semua organisma eukariotik dan beberapa prokariotik menggunakan siklase adenyil untuk menghasilkan cAMP utusan kedua yang biasa. Dalam eukariota, siklon adenylyl terletak di permukaan membran sel somatik. Dari sana, mereka menyampaikan isyarat dari hormon dan utusan tertentu ke dalam sel, di mana pelbagai reaksi kemudiannya dimulakan.
Penyakit dan gangguan
Kecacatan dan gangguan pada keseluruhan sistem penghantaran isyarat boleh menyebabkan pelbagai jenis penyakit. Perubahan genetik dalam pelbagai enzim yang terlibat, termasuk adenylyl cyclases, memainkan peranan utama. Bahkan ada teori yang menganggap bahawa kebanyakan penyakit disebabkan oleh transduksi isyarat yang rosak dari membran sel ke bahagian dalam sel. Kedua-dua transduksi isyarat yang dikurangkan dan meningkat dari permukaan sel ke bahagian dalam sel mempunyai nilai penyakit. Contohnya termasuk penyakit mata retinitis pigmentosa atau buah pinggang kencing manis insipidus. Banyak penyakit endokrinologi berdasarkan penurunan isyarat transduksi. Perkara yang sama berlaku untuk jantung kegagalan. Dengan peningkatan transduksi isyarat, tahap cAMP yang meningkat secara kekal berlaku. Ini mengakibatkan pergolakan berterusan, yang menampakkan diri dalam pelbagai penyakit seperti jantung kegagalan atau gangguan psikologi. Sebagai tambahan kepada jantung kegagalan, penyakit seperti ketagihan (contohnya, ketagihan arak), skizofrenia, Alzheimer penyakit, asma dan yang lain mungkin disukai. Pengaruh gangguan transduksi isyarat terhadap perkembangan penyakit seperti kencing manis melitus, arteriosclerosis, tekanan darah tinggi atau pertumbuhan tumor juga sedang disiasat. Penyakit autoimun seperti ulser kolitis mungkin juga disebabkan oleh transduksi isyarat yang rosak. Dalam taun, toksin bakteria dihasilkan yang menyebabkan pengaktifan kekal adenylyl cyclase. Oleh itu, tahap cAMP meningkat kerana siklasa adenylyl yang diaktifkan secara hormon tidak sepadan. Tahap mAMP juga meningkat dalam pertusis. Di sini, penghambatan protein G, yang menjadi penghambat adenylyl cyclases, tidak ada. Akibatnya, kepekatan peningkatan siklik adenylyl. Banyak perubahan genetik dalam enzim (termasuk adenylyl cyclases) juga boleh menyebabkan atau mempromosikan penyakit.
