Značilnosti, vrste, funkcije adenilato ciklasa

The Ciklasa adenilat tudi adenilciklaza To je encim, odgovoren za pretvorbo ATP, visokoenergijsko molekulo, v cikličnem AMP, pomembna signalna molekula, ki aktivira različne ciklično odvisne beljakovine AMP s pomembnimi fiziološkimi funkcijami.

Njegova aktivnost nadzirajo različni dejavniki, kot so usklajeno delovanje hormonov, nevrotransmiterjev in drugih regulativnih molekul različne narave (dvovalentni kalcijevi ioni in G proteini, če jih naštejemo le nekaj).

Diagram cyclasa adenilat (vir: uporabnik Bensaccount na.Wikipedia [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Glavni pomen tega encima je v transcendenci produkta reakcije, ki katalizira ciklični AMP, saj sodeluje pri nadzoru številnih celičnih pojavov, povezanih s presnovo in razvojem, pa tudi z odzivom na različne zunanje dražljaje.

V naravi tako enocelični organizmi (razmeroma preprosti) kot velike in zapletene večcelične živali uporabljajo ciklični AMP kot drugi sel, in s tem na encime, ki ga proizvajajo.

Filogenetske študije kažejo, da ti encimi izhajajo iz skupnega prednika pred ločitvijo eubakterij in evkariotov, kar kaže na to, da je imel ciklični AMP različne funkcije, morda povezane s proizvodnjo ATP.

Takšno izjavo je mogoče sprejeti, saj je reakcija, ki jo katalizira adenilatna ciklaza, zlahka reverzibilna, kar je mogoče opaziti v ravnotežni konstanti za sintezo ATP (KEq ≈ 2.1 ± 0.2 10-9 M2).

[TOC]

Značilnosti in struktura

Večina evkariontskih ciklastnih adenilatskih encimov je povezanih s plazemsko membrano, v bakterijah in v semenskih celicah pa jih najdemo kot topne proteine ​​v citosolu.

V kvasovkah in nekatere bakterije so periferne membranske beljakovine, pri nekaterih vrstah amoebe pa so molekule z enim samim transmembranalnim segmentom.

Strukturne značilnosti

So beljakovine, sestavljene iz velikih polipeptidnih verig (več kot 1.000 aminokislinskih odpadkov), ki prečkajo plazemsko membrano 12 -krat z dvema regijama, sestavljeni iz šestih transmembranalnih domen konformacije alfa.

Vsako transmembranalno območje je ločeno z veliko citosolno domeno, ki je odgovorna za katalitično aktivnost.

Vam lahko služi: flora in favna iz Afrike: reprezentativne vrste

Med evkariontskimi organizmi je nekaj razlogov, ki so ohranjeni v fragmentu amino terminala teh encimov, pa tudi citoplazemske domene približno 40 kDa, ki jih omejujejo hidrofobni odseki.

Katalitično mesto

Reakcija, ki jo ti encimi katalizirajo, to je tvorba dieter vezi z nukleofilnim napadom skupine OH v 3 'položaju do fosfatne skupine nukleozid Trfosfat v položaju 5', je odvisna od skupnega strukturnega motiva, znanega kot The Domana dlan ".

Ta domena "Palma" je sestavljena iz razloga "βαβαβ"(" Β ", ki želi označiti β in" α "listov alfa propelerjev) in ima dva nepremagljiva aspabilna kislinska ostanka, ki usklajujeta dva kovinska iona, ki sta odgovorna za katalizo, ki sta lahko dvovalentna magnezij ali magnezijevi ioni cink.

Številne študije, povezane s kvartarno strukturo teh encimov.

Lokacija

Ugotovljeno je bilo, da tako kot mnogi membranski celoviti proteini, kot so g -proteini, tisti s fosfatidilinozitolnimi sidrami in številnimi drugimi, tudi adenilciki najdemo v regijah ali posebnih mikro domenah membrane, znanih kot "lipidni balsas" (iz angleščine "Lipidni splav").

Te membranske domene imajo lahko do sto nanometrov v premeru in so v glavnem sestavljeni iz holesterola in sfingolipidov s pretežno nasičenimi verigami maščobnih kislin in veliko dolgih dolžin, kar povzroča manj pretočnosti in omogoča nastanitev transmembranalnih segmentov različnih proteinov.

Cyclasas Adenilate so se znašli tudi povezani s podregijami lipidnih splavov, znanih kot "Caveolas" (angleščina "Caveolae "), ki so precej invaginacije membrane, bogate s holesterolom, in beljakovine, povezane s tem, ki se imenuje Caveolina.

Fantje

V naravi obstajajo tri vrste dobro opredeljenih ciklase adenilata in dve, ki sta trenutno predmet razprave.

Vam lahko služi: oksihemoglobin: značilnosti, struktura in krivulja Unije

- I. razred: Prisotni so v mnogih gram -negativnih bakterijah, kot so In. coli, Na primer, kjer ima ciklični AMP produkt reakcije funkcije, kot je ligand za transkripcijske faktorje, ki so odgovorni za regulacijo kataboličnih operativcev.

- Razred II: Najdemo jih v nekaterih patogenih bakterijskih žanrov, kot so Bacillus tudi Bordetella, kjer služijo kot zunajcelični toksini. So beljakovine, ki jih aktivira gostitelj kalmodulin (odsotni v bakterijah).

- Razred III: Znani so kot "univerzalni" razred in so filogenetsko povezani z Guanilaato ciklasami, ki izpolnjujejo podobne funkcije. Najdemo jih tako v prokariotih kot v evkariotah, kjer jih urejajo različne ceste.

Adenilat sesalce ciklasas

Pri sesalcih je bilo kloniranih in opisanih najmanj devet teh encimov.

Ti imajo zapletene strukture in membranske topologije, pa tudi podvojene katalitične domene, ki so značilne zanje.

Za sesalce nomenklatura, ki se uporablja za sklicevanje na izoforme Ciklasa adenilat) in na številko od 1 do 9 (AC1 - AC9). Poročali so tudi o dveh različicah encima AC8.

Izoforme, ki so prisotne pri teh živalih. Vključitev enega od teh encimov znotraj vsake "vrste" je povezana predvsem z regulacijskimi mehanizmi, ki delujejo na vsaki izoformi.

Imajo vzorce izražanja, ki so pogosto specifični za tkivo. V možganih lahko najdete vse izoforme, čeprav so nekatere omejene na določena področja centralnega živčnega sistema.

Funkcije

Glavna funkcija encimov, ki pripadajo družini Cylasa adenilata, je, da ATP pretvori v ciklični AMP in za to katalizirajo tvorbo intramolekularne dieterjeve povezave 3 ' - 5' (reakcija, podobna tisti, ki jih katalizirajo polimeraze DNK), s s pomočjo DNK polimeraz), z sproščanje molekule pirofosfata.

Pri sesalcih so bile različne različice, ki jih je mogoče doseči.

Vam lahko služi: parazitizem: koncept, vrste in primeri

Nekateri avtorji so navedli, da ima lahko Cyclasas adenilat dodatno funkcijo, kot so transportne molekule ali, kar je isto, kanalni beljakovine in ionski transporterji.

Vendar so te hipoteze dokazane le glede na ureditev ali topologijo transmembranalnih segmentov teh encimov, ki deli nekatere strukturne homologije ali podobnosti (vendar ne zaporedja) z določenimi kanali za transporte ionov.

Tako ciklični AMP kot PPI (pirofosfat), ki sta produkti reakcije, imata funkcije na celični ravni; Toda njen pomen je odvisen od organizma, kjer so.

Uredba

Velika strukturna raznolikost med adenilciklasami kaže veliko dovzetnost za več oblik regulacije, kar jim omogoča, da se vključijo v različne celične signalne poti.

Katalitična aktivnost nekaterih od teh encimov je odvisna od alfa ketocidov, drugi pa veliko bolj zapletene regulacijske mehanizme, ki vključujejo regulativne podenote (s stimulacijo ali inhibicijo), ki so na primer odvisne od kalcija in drugih dejavnikov, ki so na splošno topni, pa tudi od drugih beljakovine.

Številne ciklase adenilate negativno regulirajo podenote nekaterih G proteinov (zavirajo njihovo funkcijo), drugi pa raje aktivatorji.

Reference

1. Cooper, d. M. F. (2003). Uredba in organizacija adenililnih ciklase in tabora. Journal Biochemical, 375, 517-529.
2. Cooper, d., Mons, n., & Karpen, J. (devetnajst devetdeset pet). Adenilil ciklaze in interakcija med kalcijam in taborom sigaling. Narava, 374, 421-424.
3. Danchin, a. (1993). Filogenija adenilnih ciklase. Napredek v raziskavah drugega glasnika in fosfoproteinov, 27, 109-135.
4. Hanoune, J., & Defer, n. (2001). Regulacija in vloga izoform adenil ciklaze. Ann. Rev. Farmakol. Toksikol., 41, 145-174.
5. Meja, u., & Schultz, J. In. (2003). Cyclasses razreda III ADENYLYL: Večnamenski signalni moduli. Celična signalizacija, petnajst, 1081-1089.
6. Tang, w., & Gilman,. G. (1992). Adenilne ciklaze. Celica, 70, 669-672.