Charakteristiky, typy, funkcie adenilato ciclasa

Ten Adenylát cykly ani adenylcikláza Je to enzým zodpovedný za konverziu ATP, vysokoenergetická molekula v cyklickom AMP, dôležitá signalizačná molekula, ktorá aktivuje rôzne cyklické proteíny AMP s dôležitými fyziologickými funkciami.

Jeho aktivita je kontrolovaná rôznymi faktormi, ako je napríklad spoločný účinok hormónov, neurotransmiterov a ďalšie regulačné molekuly rôznych povahy (dvojmocné vápnikové ióny a G proteíny G).

Cyclasa adenylát diagram (zdroj: užívateľ bensaccount on.Wikipedia [verejná doména] cez Wikimedia Commons)

Hlavný význam tohto enzýmu spočíva v transcendencii produktu reakcie, ktorá katalyzuje, cyklický AMP, pretože sa podieľa na kontrole mnohých bunkových javov súvisiacich s metabolizmom a vývojom, ako aj s reakciou na rôzne vonkajšie stimuly.

V prírode sa jednobunkové organizmy (relatívne jednoduché) a veľké a komplexné multicelulárne zvieratá používajú ako druhý posol, a teda pre enzýmy, ktoré ho produkujú.

Fylogenetické štúdie preukazujú, že tieto enzýmy odvodzujú od spoločného predka pred separáciou eubaktérií a eukaryotov, čo naznačuje, že cyklický AMP mal rôzne funkcie, pravdepodobne súvisiace s produkciou ATP.

Je možné akceptovať takéto vyhlásenie, pretože reakcia katalyzovaná adedilátou cyklázou je ľahko reverzibilná, čo je možné zaznamenať v rovnovážnej konštante pre syntézu ATP (Klimatizovaťrovnica ≈ 2.1 ± 0.2 10-9 M2).

[TOC]

Vlastnosti

Väčšina eukaryotických cyklastových enzýmov je spojená s plazmatickou membránou, ale v baktériách a v cicavčích spermiách sa nachádzajú ako rozpustné proteíny v cytosóle.

V kvasinkách a niektorých baktériách sú proteíny periférnej membrány, zatiaľ čo u určitých druhov améby sú molekuly s jedným transmembranálnym segmentom.

Štrukturálne charakteristiky

Sú to proteíny zložené z veľkých polypeptidových reťazcov (viac ako 1.000 aminokyselinových odpadov), ktoré prechádzajú plazmatickou membránou 12 -krát pomocou dvoch regiónov zložených zo šiestich transmembranálnych domén konformácie alfa.

Každá transmembranálna oblasť je oddelená veľkou cytosolickou doménou, ktorá je zodpovedná za katalytickú aktivitu.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Afriky: Reprezentatívne druhy

Medzi eukaryotickými organizmami existujú niektoré dôvody zachované v fragmente amino terminálnej oblasti týchto enzýmov, ako aj cytoplazmatickú doménu približne 40 kDa, ktorá je vymedzená hydrofóbnymi rezmi.

Katalytická stránka

Reakcia, ktorú tieto enzýmy katalyzujú, tj tvorba diétovej väzby prostredníctvom nukleofilného atraktu OH skupiny v 3 'polohe k fosfátovej skupine nukleozidového trfosfátu v polohe 5', závisí od spoločného štrukturálne doména dlaň ".

Táto doména „Palma“ sa skladá z dôvodu “βαβαp„(„ Β “, ktoré chcú označovať β-biedne a„ α “listy na vrtule alfa) a má dva nemenné zvyšky kyseliny, ktoré koordinujú dva kovové ióny zodpovedné za katalýzu, ktoré môžu byť dvojmocným horčíkom alebo iónmi horčíka zinočnatého zinku.

Mnoho štúdií týkajúcich sa kvartérnej štruktúry týchto enzýmov odhalilo, že ich katalytická jednota existuje ako dimér, ktorého tvorba závisí od transmembranálnych segmentov, ktoré sa zhromažďujú v endoplazmatickom retikule počas tvorby proteínu.

Miesto

Zistilo sa, že podobne ako mnoho komplexných proteínov membrány, ako sú g -proteíny, tie, ktoré majú fosfatidylinozitolové kotvy a mnoho ďalších, sa adenylciká nachádzajú v oblastiach alebo v špeciálnych mikro doménach membrány známe ako „lipidové balsas“ (z angličtiny “(z angličtiny“ (z angličtiny „Lipidová rafta“).

Tieto membránové domény môžu mať v priemere až stovky nanometrov a sú zložené hlavne z cholesterolu a sfingolipidov s prevažne nasýtenými reťazcami mastných kyselín a veľkou dlhou dĺžkou, čo spôsobuje, že majú menšiu plynulosť a umožňujú prispôsobenie transmembánskych segmentov rôznych proteínov.

Cyklasas adenilát sa tiež ocitol v spojení s podoblastkami lipidových raftov známych ako „caveoly“ (angličtina “Jaskynky “), ktoré sú skôr invagináciou membrány bohatého na cholesterol a proteín spojený s tým, ktorý sa nazýva Caveolina.

Chlapci

V prírode existujú tri druhy dobre definované cyklasy adenylátu a dva, ktoré sú súčasné predmetom diskusie.

Môže vám slúžiť: OXIHEMOGLOBIN: Charakteristiky, štruktúra a odborová krivka

- Trieda I: Sú prítomné v mnohých gram -negatívnych baktériách, ako napríklad A. coli, Napríklad, kde má cyklický AMP produkt reakcie funkcie, ako je ligand pre transkripčné faktory zodpovedné za reguláciu katabolických operátov.

- Trieda II: Nachádzajú sa v niektorých patogénoch žánrov baktérií, ako napríklad Bacil ani Bordetella, kde slúžia ako extracelulárne toxíny. Sú to proteíny aktivované hostiteľským kalmodulínom (neprítomné v baktériách).

- Trieda III: Sú známe ako „univerzálna“ trieda a fylogeneticky súvisí s guanilaato cyklami, ktoré plnia podobné funkcie. Nachádzajú sa v prokaryotoch aj v Eukaryotas, kde sú regulované rôznymi cestami.

Adenylátové cicavce cykly

U cicavcov bolo klonovaných a opísaných najmenej deväť typov týchto enzýmov.

Tieto zdieľajú komplexné štruktúry a topológie membrány, ako aj duplicitné katalytické domény, ktoré sú pre nich charakteristické.

Pre cicavce, nomenklatúra použitá na označenie izoforiem zodpovedá AC písmenom (do Adenylát cykly) a na číslo od 1 do 9 (AC1 - AC9). Boli hlásené aj dve varianty enzýmu AC8.

Izoformy prítomné u týchto zvierat sú náprotivkom, pokiaľ ide o sekvenciu primárnej štruktúry ich katalytických miest a trojrozmernú štruktúru. Zahrnutie jedného z týchto enzýmov do každého „typu“ súvisí hlavne s regulačnými mechanizmami, ktoré pracujú na každej izoforme.

Majú expresné vzorce, ktoré sú často tkanivovo špecifické. V mozgu nájdete všetky izoformy, hoci niektoré sú obmedzené na konkrétne oblasti centrálneho nervového systému.

Funkcia

Hlavnou funkciou enzýmov patriacich do rodiny adenylátovej rodiny Cylasa je transformácia ATP na cyklický AMP a za to katalyzujú tvorbu intramolekulárneho dietera Link 3 ' - 5' (reakcia podobná ako katalyzovaná DNA polymerázami), s uvoľňovanie pyrofosfátovej molekuly.

U cicavcov boli rôzne varianty, ktoré sa môžu dosiahnuť.

Môže vám slúžiť: parazitizmus: koncept, typy a príklady

Niektorí autori uviedli, že adenyláty cykly môžu mať ďalšiu funkciu, ako sú transportné molekuly alebo, čo je rovnaké, kanálové proteíny a iónové dopravníky.

Tieto hypotézy sa však dokázali iba v závislosti od usporiadania alebo topológie transmembranálnych segmentov týchto enzýmov, ktoré zdieľa niektoré štrukturálne homológie alebo podobnosti (ale nie sekvencia) s určitými iónovými transportnými kanálmi.

Cyklický AMP aj PPI (pyrofosfát), ktoré sú produktmi reakcie, majú funkcie na bunkovej úrovni; Ale jeho dôležitosť závisí od organizmu, kde sú.

Regulácia

Veľká štrukturálna diverzita medzi adenylciclasses demonštruje veľkú citlivosť na viac foriem regulácie, čo im umožňuje integrovať sa do rôznych buniek signalizačných trás.

Katalytická aktivita niektorých z týchto enzýmov závisí od alfa ketoacidov, zatiaľ čo iné majú oveľa komplexnejšie regulačné mechanizmy, ktoré zahŕňajú regulačné podjednotky (stimuláciou alebo inhibíciou), ktoré závisia napríklad od vápnika a iných faktorov, ktoré sú vo všeobecnosti rozpustené, ako aj od iných rozpustných, ako aj od iných rozpustných, ako aj od iných rozpustných, ako aj od iných rozpustných, ako aj od iných rozpustných, ako aj od iných rozpustných podjednotie bielkovina.

Mnoho cyklových adeníla je negatívne regulovaných podjednotkami niektorých G proteínov (inhibuje ich funkciu), zatiaľ čo iné majú skôr aktivátory skôr aktivátorov.

Odkazy

1. Cooper, D. M. F. (2003). Regulácia a organizácia adenylylových cyklasiel a táborov. Biochemický časopis, 375, 517-529.
2. Cooper, D., Mons, n., & Karpen, J. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Adenylyl cyklázy a interakcia medzi signálom vápnika a cAMP. Povaha, 374, 421-424.
3. Danchin, a. (1993). Fylogénia adenylyl cyklass. Pokroky vo výskume druhého posla a fosfoproteínu, 27, 109-135.
4. Hanoune, J., & Odklad, n. (2001). Regulácia a úloha izoforiem adenylyl cyklázy. Postihnúť. Otáčať sa. Farmaceol. Toxikol., 41, 145-174.
5. Hranica, u., & Schultz, J. A. (2003). Adenylyl cyklasy triedy III: viacúčelové signalizačné moduly. Bunková signalizácia, pätnásť, 1081-1089.
6. Tang, w., & Gilman,. G. (1992). Adenylyl cyklázy. Bunka, 70, 669-672.