Adenylatcyklas

Adenylatcyklas (AC, engelska  AC, adenylatcyklas, adenylylcyklas EC 4.6.1.1 ) är ett enzym [2] som katalyserar omvandlingen av ATP till 3',5'-cAMP (cyklisk form av AMP ) med bildning av pyrofosfat [ 3] [4] .

Under signaltransduktion kan adenylylcyklas aktiveras av plasmamembranbundna G-proteinkopplade receptorer ( GPCR ), som överför hormonella och andra stimuli in i cellen. Aktivering av adenylatcyklas leder till bildandet av cAMP , som fungerar som en andra budbärare . cAMP interagerar med proteinkinas A , jonkanaler associerade med cykliska nukleotider, och reglerar deras funktioner [5] .

Hos däggdjur är tio adenylatcyklaser kända och förkortas ADCY1-ADCY10 [6] [7] .

Adenylatcyklassystem

I det här fallet anses adenylatcyklassystemet använda exemplet med adrenalins verkan på leverceller . Adrenalin ger en effekt i kroppen som kallas "fight or flee" (kamp eller flykt) - muskeltonus ökar, pulsen ökar. För att mobilisera kroppen krävs en ökning av koncentrationen av glukos i blodet. Bindning av adrenalin till receptorer på ytan av leverceller utlöser nedbrytningen av glykogen som lagras i levercellerna och frisättningen av glukos [8] .

Aktivering

• Adrenalin binder till den β2-adrenerga receptorn på levercellernas plasmamembran. Som ett resultat av bindning av liganden till utsidan av plasmamembranet förändras konformationen av hela adrenoreceptorn och det intracellulära G-proteinet kopplat till adrenoreceptorn aktiveras .
• I det inaktiva tillståndet är G-proteinet bundet till GDP-molekylen. Efter aktivering ersätts GDP med GTP, och G-proteinet delas upp i två delar (i α- och βγ-subenheter).
• Den aktiva delen av G-proteinet (α-subenheten) fäster till enzymet adenylatcyklas och aktiverar det. Adenylatcyklas katalyserar omvandlingen av ATP till cAMP .
• cAMP är den andra budbäraren för denna signaltransduktionskedja i cellen. Vidare sprids cAMP genom cellen och binder till cAMP-beroende proteinkinas A , och 4 cAMP-molekyler binder till en proteinkinasmolekyl.
• Aktiverat proteinkinas A är uppdelat i fyra delar, varav två har katalytisk aktivitet. Var och en av de katalytiska subenheterna kan fosforylera fosforylaskinas och aktivera den.
• Slutligen fosforylerar fosforylaskinas glykogenfosforylas .
• Aktiverat glykogenfosforylas bryter ner glykogen för att bilda glukos-6-fosfat, som sedan defosforyleras och omvandlas till glukos, som kommer in i blodomloppet.

Ett särdrag hos detta system för signaltransduktion i cellen är att signalen i de flesta stadierna (förutom steget för aktivering av protein kysan A av cAMP-molekyler) förstärks, till exempel syntetiserar aktiverat adenylatcyklas många cAMP-molekyler. Som ett resultat av interaktionen av en adrenalinmolekyl med en receptor i plasmamembranet i en levercell utsöndras cirka 10 miljoner glukosmolekyler i blodet [3] .

Inaktivering

Att upprätthålla en korrekt ämnesomsättning kräver inte bara ett snabbt inträde av glukos i blodet, utan också en mekanism för att stänga av detta system. För detta används flera metoder:

• När koncentrationen av epinefrin i blodet minskar, dissocierar adrenalinmolekylerna naturligt från den β2-adrenerga receptorn.
• Om epinefrin inte dissocieras från den β2-adrenerga receptorn, så fosforyleras receptorn av β2-adrenerga receptorkinasen och inaktiveras sedan av β- arrestin .
• G-proteinet i sig har enzymatisk aktivitet och omvandlar långsamt (inom några sekunder eller minuter) GTP till BNP. Efter det flyttar den sig bort från adenylatcyklas och den inaktiveras.
• Enzymet fosfodiesteras katalyserar omvandlingen av cAMP till AMP.
• Fosfatasenzymer defosforylerar fosforylaskinas och glykogenfosforylas [ 3] .

Effekten av adrenalin på andra typer av celler beror på vilka receptorer som finns i deras plasmamembran. Så, till exempel, som ett resultat av bindningen av adrenalin till alfa-2-adrenoreceptorn , minskar mängden cAMP inuti cellen.

Se även

• koleratoxin

Anteckningar

1. ↑ G-proteiner Arkiverade 26 november 2010 på Wayback Machine . PDB-101
2. ↑ Gilyarov, 1986 , sid. elva.
3. ↑ 1 2 3 David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehningers principer för biokemi. - 4. - WH Freeman, 2004. - 1100 sid.
4. ↑ Adenylatcyklas . Stora ryska encyklopedin . Hämtad 30 oktober 2020. Arkiverad från originalet 2 november 2020. (ryska)
5. ↑ Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Cellens molekylärbiologi. - 5. - Garland Science, 2008. - 1392 sid. — ISBN 0815341059 .
6. ↑ Villacres EC, Xia Z., Bookbinder LH, Edelhoff S., Disteche CM, Storm DR Kloning, kromosomal kartläggning och uttryck av humant fosterhjärna typ I adenylylcyklas  // Genomics  :  journal. - Academic Press , 1993. - Juli ( vol. 16 , nr 2 ). - s. 473-478 . doi : 10.1006/ geno.1993.1213 . — PMID 8314585 .
7. ↑ Stengel D., Parma J., Gannage MH, Roeckel N., Mattei MG, Barouki R., Hanoune J. Olika kromosomal lokalisering av två adenylylcyklasgener uttryckta i mänsklig hjärna  // Hum Genet  : journal  . - 1992. - December ( vol. 90 , nr 1-2 ). - S. 126-130 . — PMID 1427768 .
8. ↑ R. Murray, D. Grenner, P. Meyes, W. Rodwell. Human Biochemistry: In Two Volumes. - Moskva: Mir, 2004. - T. 2. - 414 sid. - 2000 exemplar.  — ISBN 5030036016 .

Litteratur

• Biologisk encyklopedisk ordbok  / Kap. ed. M. S. Gilyarov ; Redaktion: A. A. Baev , G. G. Vinberg , G. A. Zavarzin m.fl. - M .  : Sov. Encyclopedia , 1986. - 831 sid. — 100 000 exemplar.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	BNF : 12265164r J9U : 987007292821705171 LCCN : sh85000855