Adenylyl Cyclases: หน้าที่และโรค

Adenylyl cyclases เป็นของไลเอสเป็นคลาสของ เอนไซม์. หน้าที่ของพวกเขาคือเร่งปฏิกิริยา CAMP โดยการแยกพันธบัตร PO ออกจาก ATP ในการทำเช่นนี้จะทำให้เกิดน้ำตกส่งสัญญาณที่รับผิดชอบกระบวนการต่างๆในสิ่งมีชีวิต

adenylyl cyclase คืออะไร?

Adenylyl cyclases เป็นสื่อกลางเอฟเฟกต์ของ ฮอร์โมน หรือผู้ส่งสารอื่น ๆ จากภายนอก เยื่อหุ้มเซลล์ ไปยังผู้ส่งสารที่เกี่ยวข้องภายในเซลล์ พวกเขาเรียกว่าไลเอสซึ่ง ได้แก่ เอนไซม์ ที่ตัดพันธะเฉพาะใน โมเลกุล. ตัวอย่างเช่นพวกเขาแยกพันธบัตร PO (พันธะระหว่าง ฟอสฟอรัส และ ออกซิเจน). หน้าที่ของพวกเขาคือเร่งการแยกย่อยของ ATP ไปยังค่ายผู้ส่งสารที่สอง สิ่งนี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของ G โปรตีน. G โปรตีน มีหน้าที่ในการถ่ายทอดสัญญาณที่เกิดขึ้นระหว่างตัวรับและระบบผู้ส่งสารตัวที่สอง เพื่อจุดประสงค์นี้ adenylyl cyclases มีโดเมนบางอย่างที่มีโครงสร้างลักษณะเฉพาะซึ่งทำหน้าที่เป็นไซต์เชื่อมโยงสำหรับ ATP และ G โปรตีน. การผูกนี้เริ่มต้นการเร่งปฏิกิริยาของ adenylyl cyclases เพื่อย่อยสลาย ATP เป็น mAMP พิมพ์เขียวของไซโคลเดรนชนิดต่างๆนั้นแตกต่างกัน อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมีโดเมนที่ตรงกันเหมือนกัน สำหรับ adenylyl cyclases ของมนุษย์มีไอโซไซม์สิบชนิดซึ่งเก้าในนั้นมีเยื่อหุ้มเซลล์และหนึ่งในนั้นเกิดขึ้นเป็นโปรตีนไซโตโซลิกภายในเซลล์ในช่องต่างๆ

ฟังก์ชั่นการกระทำและบทบาท

หน้าที่ของ adenylyl cyclases คือการส่งสัญญาณจากภายนอก เยื่อหุ้มเซลล์ ผ่านผู้ส่งสารคนที่สองไปยังผู้ส่งสารภายในห้องขัง สิ่งนี้เป็นจริงในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทุกชนิด อย่างไรก็ตาม adenylyl cyclases ยังมีบทบาทเป็นตัวแปลงสัญญาณในโปรคาริโอต แบคทีเรีย. ดังนั้น adenylyl cyclases จึงแบ่งออกเป็นสามคลาสใหญ่ ๆ Class I มีผลในแกรมลบ แบคทีเรีย. Class II adenylyl cyclases มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดโรค แบคทีเรีย. พวกมันขึ้นอยู่กับโปรตีนคาโมดูลินของสิ่งมีชีวิตที่ติดเชื้อ คลาสที่ใหญ่ที่สุด (คลาส III) แสดงโดย adenylyl cyclases ที่พบในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมด ที่นี่พวกเขาเป็นสื่อกลางในการดำเนินการของ ฮอร์โมน. สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนสัญญาณจากไฟล์ ฮอร์โมน จากด้านนอก เยื่อหุ้มเซลล์ ไปยังสารส่งสารภายในเซลล์ จากนั้นสารส่งสารเหล่านี้จะกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดจากฮอร์โมน ในกระบวนการนี้ฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องจะจับตัวกับตัวรับซึ่งจะปล่อยโปรตีน G ที่เฉพาะเจาะจงออกมาพร้อม ๆ กัน โปรตีน G จะกระตุ้นหรือยับยั้ง adenylyl cyclase ซึ่งจะเริ่มกระตุ้นการสร้างแคมป์จาก ATP ทันทีหรือยับยั้งการก่อตัวของแคมป์ ในระหว่างการแปลง ATP เป็นแคมป์ไพโรฟอสเฟตที่มีสอง ฟอสเฟต กลุ่มจะถูกสร้างขึ้นพร้อมกัน ไพโรฟอสเฟตแตกตัวเป็นฟอสเฟตสองตัวทันที สิ่งนี้ทำให้ปฏิกิริยาตอบสนองต่อ ATP เป็นไปไม่ได้ ดังนั้นการควบคุมของ adenylyl cyclases จึงเกิดขึ้นผ่านอิทธิพลของโปรตีน G แคมป์ที่เกิดขึ้นมีหน้าที่หลายอย่างในสิ่งมีชีวิต มันกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์โปรตีนไคเนส A. โปรตีนไคเนส A ในทางกลับกันจะเร่งปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันต่างๆ เอนไซม์ ดังนั้นจึงเข้าไปแทรกแซงการเผาผลาญในลักษณะที่เป็นระเบียบ Phosphorylation กระตุ้นหรือยับยั้งเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง การกระตุ้นหรือการยับยั้งจะเกิดขึ้นหรือไม่ขึ้นอยู่กับเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นผ่านฮอร์โมนลูกโซ่ปฏิกิริยาตัวรับการปลดปล่อย G-protein การกระตุ้น / การยับยั้ง adenylyl cyclase การสร้างแคมป์จาก ATP และการกระตุ้นของโปรตีนไคเนส A การทำงานของฮอร์โมนบางชนิดจะถูกส่งผ่านไปยังไซต์เป้าหมาย ฮอร์โมนและสารเหล่านี้ ได้แก่ กลูคากอน, ACTH, อะดรีนาลีน, norepinephrine, โดปามีน, oxytocin, ธาตุชนิดหนึ่ง, และคนอื่น ๆ. นอกจากการกระตุ้นโปรตีนไคเนส A แล้วแคมป์ยังช่วยกระตุ้น ยีน การแสดงออกของฮอร์โมนและเอนไซม์บางชนิด นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับฮอร์โมน ฮอร์โมนพาราไทรอยด์, vasoactive ลำไส้เปปไทด์ (VIP) หรือ โซมาโตสแตตินท่ามกลางคนอื่น ๆ

การก่อตัวการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

Adenylyl cyclases พบได้ทั่วไปในธรรมชาติที่มีการเคลื่อนไหว ยูคาริโอตทั้งหมดและสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตบางชนิดใช้ adenylyl cyclases เพื่อสร้างแคมป์สารที่สอง ในยูคาริโอต adenylyl cyclases อยู่ที่ผิวเมมเบรนของเซลล์ร่างกาย จากนั้นพวกมันถ่ายทอดสัญญาณจากฮอร์โมนและสารบางอย่างเข้าไปในเซลล์ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาต่างๆ

โรคและความผิดปกติ

ข้อบกพร่องและความผิดปกติในระบบการส่งสัญญาณทั้งหมดอาจทำให้เกิดโรคได้หลากหลายการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเอนไซม์ต่างๆที่เกี่ยวข้องรวมถึงอะเดนิไลล์ไซโคลมีบทบาทสำคัญ มีแม้แต่ทฤษฎีที่สันนิษฐานว่าโรคส่วนใหญ่เกิดจากการส่งสัญญาณบกพร่องจากเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังภายในเซลล์ การถ่ายทอดสัญญาณทั้งที่ลดลงและเพิ่มขึ้นจากผิวเซลล์ไปยังภายในเซลล์มีค่าโรค ตัวอย่างเช่นโรคตา retinitis pigmentosa หรือไต โรคเบาหวาน เบาจืด โรคต่อมไร้ท่อหลายชนิดขึ้นอยู่กับการถ่ายทอดสัญญาณที่ลดลง เช่นเดียวกับ หัวใจ ความล้มเหลว ด้วยการส่งสัญญาณที่เพิ่มขึ้นระดับแคมป์ที่เพิ่มขึ้นอย่างถาวรจะเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดความปั่นป่วนอย่างต่อเนื่องซึ่งแสดงออกในโรคต่างๆเช่น หัวใจ ความล้มเหลวหรือความผิดปกติทางจิตใจ นอกจาก หัวใจ ความล้มเหลวเช่นโรคเสพติด (เช่น โรคพิษสุราเรื้อรัง), โรคจิตเภท, อัลไซเม โรค, โรคหอบหืด และคนอื่น ๆ อาจเป็นที่ชื่นชอบ อิทธิพลของความผิดปกติของการถ่ายทอดสัญญาณต่อการพัฒนาของโรคเช่น โรคเบาหวาน เมลลิทัส เส้นเลือดอุดตัน, ความดันเลือดสูง หรือมีการตรวจสอบการเติบโตของเนื้องอกด้วย โรคภูมิ เช่น ลำไส้ใหญ่ อาจเกิดจากการส่งสัญญาณบกพร่อง ใน อหิวาตกโรคสารพิษจากแบคทีเรียถูกผลิตขึ้นซึ่งทำให้เกิดการกระตุ้น adenylyl cyclase อย่างถาวร ระดับแคมป์จึงสูงขึ้นเนื่องจากไม่ได้ยับยั้ง adenylyl cyclases ที่กระตุ้นด้วยฮอร์โมนที่เกี่ยวข้อง ระดับ mAMP ยังเพิ่มขึ้นในโรคไอกรน ที่นี่ไม่มีการยับยั้งโปรตีน G ซึ่งเป็นตัวยับยั้ง adenylyl cyclases เป็นผลให้ไฟล์ สมาธิ ของ adenylyl cyclases เพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเอนไซม์หลายชนิด (รวมถึงอะดีนิไลล์ไซเคส) อาจทำให้เกิดหรือส่งเสริมโรค