Adenilato ciclasa -egenskaper, typer, funksjoner

De Cyclasa adenylat enten Adenylciclase Det er enzymet som er ansvarlig for ATP-konvertering, et høyt energimolekyl, i syklisk AMP, et viktig signalmolekyl som aktiverer forskjellige syklisk-avhengige AMP-proteiner med viktige fysiologiske funksjoner.

Aktiviteten styres av forskjellige faktorer som den samordnede virkningen av hormoner, nevrotransmittere og andre regulatoriske molekyler av forskjellig art (divalente kalsiumioner og G -proteiner, for å nevne noen).

Cyclasa adenylatdiagram (Kilde: Bruker Bensaccount ON.Wikipedia [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Den viktigste viktigheten av dette enzymet ligger i transcendensen av produktet av reaksjonen som katalyserer, den sykliske forsterkeren, siden det deltar i kontrollen av mange cellefenomener relatert til metabolisme og utvikling, samt med responsen på forskjellige ytre stimuli.

I naturen bruker både encellede organismer (relativt enkle) og store og komplekse flercellede dyr, syklisk forsterker som en annen messenger, og derfor til enzymene som produserer den.

Filogenetiske studier slår fast at disse enzymene stammer fra en felles stamfar før separasjon av eubakterier og eukaryoter, noe som antyder at syklisk forsterker hadde forskjellige funksjoner, kanskje relatert til ATP -produksjon.

Det er mulig å akseptere en slik uttalelse, siden reaksjonen som er katalysert av adenileringssyklasen lett er reversibel, noe som kan legges merke til i likevektskonstanten for syntese av ATP (KEq ≈ 2.1 ± 0.2 10-9 M2).

[TOC]

Egenskaper og struktur

De fleste av de eukaryote syklastadenylatenzymer er assosiert med plasmamembranen, men i bakterier og i pattedyrsædceller blir de funnet som oppløselige proteiner i cytosol.

I gjær og noen bakterier er de perifere membranproteiner, mens de i visse amøbearter er molekyler med et enkelt transmembranalt segment.

Strukturelle egenskaper

De er proteiner sammensatt av store polypeptidkjeder (av mer enn 1.000 aminosyreavfall), som krysser plasmamembranen 12 ganger ved hjelp av to regioner sammensatt av seks transmembranale domener av konformasjon alfa.

Hvert transmembranal region er atskilt med et stort cytosolisk domene, som er ansvarlig for katalytisk aktivitet.

Kan tjene deg: Flora og Fauna fra Afrika: Representative arter

Blant de eukaryote organismer er det noen grunner som er bevart i et fragment av aminoterminalområdet til disse enzymene, samt et cytoplasmatisk domene på rundt 40 kDa, som er avgrenset av de hydrofobe seksjonene.

Katalytisk sted

Reaksjonen som disse enzymene katalyserer, det vil si dannelsen av en dieterbinding gjennom et nukleofilt angrep av OH -gruppen i 3 'posisjon til fosfatgruppen til nukleosid -trfosfat i posisjon 5', avhenger av et vanlig strukturelt motiv kjent som den Domenepalm ".

Dette domenet til "Palma" er sammensatt av en grunn "βαβαβ"(" Β "som ønsker å betegne de β-pleide og" α "-arkene til alfa-propeller) og har to ufravikelige aspekterbare syrerester som koordinerer de to metallionene som er ansvarlige for katalyse, som kan være divalente magnesium- eller magnesiumioner sink.

Mange studier relatert til den kvartære strukturen til disse enzymene har avslørt at deres katalytiske enhet eksisterer som en dimer hvis formasjon avhenger av transmembranalsegmentene, som er samlet i endoplasmatisk retikulum under dannelsen av proteinet.

plassering

Det er blitt bestemt at i likhet med mange membran omfattende proteiner, så som G -proteiner, finnes de med fosfatidylinositolankere og mange andre, adenylcicses i regioner eller spesielle mikrodomener av membran kjent som "lipidbalsas" (av engelskmennene "Lipidflåte").

Disse membrandomenene kan ha opptil hundrevis av nanometer i diameter og er hovedsakelig sammensatt av kolesterol og sfingolipider med overveiende mettede fettsyrekjeder og stor lang lengde, noe som får dem til å ha mindre fluiditet og tillater plass til transmembranalsegmentene av forskjellige proteiner.

Cyclasas adenilate har også funnet seg assosiert med underregioner av lipidflåter kjent som "Caveolas" (engelsk "Caveolae "), som er ganske invaginasjoner av membranen rik på kolesterol og et protein assosiert med dette som kalles caveolina.

Folkens

I naturen er det tre typer godt definert syklasser adenylat og to som er aktuelle med forbehold om diskusjon.

Kan tjene deg: Oxihemoglobin: Kjennetegn, struktur og unionskurve

- Klasse I: De er til stede i mange gramnegative bakterier som som OG. coli, For eksempel der syklisk AMP -produkt av reaksjonen har funksjoner som ligand for transkripsjonsfaktorer som er ansvarlige for regulering av katabolske operater.

- Klasse II: De finnes i noen patogener av bakterie -sjangre som som Bacillus enten Bordetella, der de fungerer som ekstracellulære giftstoffer. De er proteiner aktivert av verts calmodulin (fraværende i bakterier).

- Klasse III: De er kjent som den "universelle" klassen og er fylogenetisk relatert til guanilaato cyclasas, som oppfyller lignende funksjoner. De finnes i både prokaryoter og eukaryotas, hvor de er regulert av forskjellige veier.

Adenylat pattedyr cyclasas

Hos pattedyr er minst ni typer av disse enzymene blitt klonet og beskrevet.

Disse deler komplekse strukturer og membrantopologier, samt dupliserte katalytiske domener som er karakteristiske for dem.

For pattedyr tilsvarer nomenklaturen som brukes til å referere til isoformer AC -bokstaver (av Cyclasa adenylat) og til et tall fra 1 til 9 (AC1 - AC9). To varianter av AC8 -enzymet er også rapportert.

Isoformene som er til stede i disse dyrene er motstykke til sekvensen til den primære strukturen til deres katalytiske steder og den tre -dimensjonale strukturen. Inkluderingen av en av disse enzymene i hver "type" er hovedsakelig relatert til reguleringsmekanismene som fungerer på hver isoform.

De har uttrykksmønstre som ofte er vevsspesifikke. I hjernen kan du finne alle isoformer, selv om noen er begrenset til spesifikke områder i sentralnervesystemet.

Funksjoner

Hovedfunksjonen til enzymene som tilhører cylasa -adenylatfamilien er å transformere ATP til syklisk forsterker, og for dette katalyserer de dannelsen av en intramolekylær dieter -kobling 3 ' - 5' (reaksjon som den som er katalysert av DNA -polymerasene), med frigjøring av et pyrofosfatmolekyl.

Hos pattedyr har de forskjellige variantene som kan oppnås blitt koblet til celleproliferasjon, etanolavhengighet, synaptisk plastisitet, medikamentavhengighet, døgnrytme, luktstimulering, læring og hukommelse.

Kan tjene deg: Parasittisme: konsept, typer og eksempler

Noen forfattere har uttalt at cyclasas adenylat kan ha en ekstra funksjon som transportmolekyler eller, som er det samme, kanalproteiner og ioniske transportører.

Imidlertid har disse hypotesene bare blitt bevist avhengig av arrangementet eller topologien til de transmembranale segmentene til disse enzymene, som deler noen strukturelle homologier eller likheter (men ikke sekvens) med visse ionetransportkanaler.

Både den sykliske forsterkeren og PPI (pyrofosfat), som er produktene fra reaksjonen, har funksjoner på cellenivå; Men dets betydning avhenger av organismen der de er.

Regulering

Det store strukturelle mangfoldet mellom adenylciklassene viser en stor mottakelighet for flere former for regulering, som lar dem integrere seg i en rekke cellulære signaluter.

Den katalytiske aktiviteten til noen av disse enzymene avhenger av alfa -ketoacider, mens andre har mye mer komplekse reguleringsmekanismer som involverer regulatoriske underenheter (ved stimulering eller hemming) som er avhengig av for eksempel av kalsium og andre faktorer som generelt er oppløselige, så vel som av andre proteiner.

Mange cyclasas adeniler er negativt regulert av underenheter av noen G -proteiner (hemmer deres funksjon), mens andre utøver snarere aktivatorer.

Referanser

1. Cooper, d. M. F. (2003). Regulering og organisering av adenylyl -syklasser og leir. Journal Biochemical, 375, 517-529.
2. Cooper, d., Mons, n., & Karpen, J. (nitten nitti fem). Adenylyl -syklaser og samspillet mellom kalsium og cAMP -sigaling. Natur, 374, 421-424.
3. Danchin, a. (1993). Filogeni av adenylyl -syklasser. Fremskritt i andre messenger- og fosfoproteinforskning, 27, 109-135.
4. Hanoune, J., & Utsett, n. (2001). Regulering og rolle Adenylyl Cyclase isoforms. Ann. Rev. Farmakol. Toxicol., 41, 145-174.
5. Grensen, u., & Schultz, J. OG. (2003). Klasse III Adenylyl Cyclasses: Multi-Purpose signaleringsmoduler. Cellular signalering, femten, 1081-1089.
6. Tang, w., & Gilman, til. G. (1992). Adenylyl -syklaser. Celle, 70, 669-672.