سیکلازهای آدنیلیل: عملکرد و بیماری ها

سیکلازهای آدنیل به عنوان یک کلاس از لیازها تعلق دارند آنزیم ها. عملکرد آنها کاتالیز اردوگاه چرخشی با شکاف پیوند PO از ATP است. با انجام این کار ، آنها یک آبشار سیگنالینگ ایجاد می کنند که مسئول بسیاری از فرآیندهای مختلف موجود در ارگانیسم است.

آدنیلیل سیکلاز چیست؟

سیکلازهای آدنیلیل اثرات متوسطی از هورمون یا پیام رسان های دیگر از خارج از غشای سلولی به پیام رسانهای مربوطه در داخل سلول. آنها به اصطلاح لیاز هستند ، که هستند آنزیم ها که پیوندهای خاصی را از بین می برد مولکول ها. به عنوان مثال ، آنها پیوندهای PO را قطع می کنند (پیوند بین فسفر و اکسیژن) وظیفه آنها کاتالیز تجزیه ATP به cAMP پیام رسان دوم است. این کار با کمک G انجام می شود پروتئین ها. G پروتئین ها مسئول انتقال سیگنال هایی هستند که بین گیرنده ها و سیستم های پیام رسان دوم انجام می شود. برای این منظور ، سیکلازهای آدنیلیل دارای دامنه های خاصی با ساختار مشخص هستند ، که به عنوان سایت های اتصال ATP و G عمل می کنند پروتئین ها. این اتصال عمل کاتالیزوری سیکلازهای آدنیلیل را برای تخریب ATP به mAMP آغاز می کند. نقشه های مختلف سیکلازهای آدنیلیل متفاوت است. با این حال ، همه آنها دارای دامنه های مشترک مشترک هستند. برای سیکلازهای آدنیلیل انسان ، ده ایزوآنزیم وجود دارد که XNUMX مورد از آنها به غشا متصل شده و یکی از آنها به عنوان پروتئین سیتوزولی درون سلول روی محفظه ها رخ می دهد.

عملکرد ، کنش و نقش ها

عملکرد سیکلازهای آدنیلیل انتقال سیگنال ها از خارج است غشای سلولی از طریق پیام رسان های دوم به پیام رسان های داخل سلول. این در همه موجودات یوکاریوتی صدق می کند. با این حال ، سیکلازهای آدنیلیل نیز به عنوان مبدل سیگنال در پروکاریوتی نقش دارند باکتری. بنابراین ، سیکلازهای آدنیلیل به سه کلاس عمده تقسیم می شوند. کلاس I در گرم منفی موثر است باکتری. سیکلازهای آدنیلیل کلاس II نقش عمده ای در بیماری زایی دارند باکتری. آنها به پروتئین کالمودولین ارگانیسم میزبان آلوده وابسته هستند. بزرگترین کلاس (کلاس III) توسط سیکلازهای آدنیلیلی موجود در همه موجودات یوکاریوتی نشان داده می شود. در اینجا آنها واسطه عمل می شوند هورمون. این شامل انتقال سیگنال از هورمون از بیرونی غشای سلولی به مواد پیام رسان داخل سلول این مواد پیام رسان سپس واکنش های بیوشیمیایی را که توسط هورمون ها آغاز می شود ، تحریک می کنند. در این فرآیند ، هورمون مربوطه به گیرنده خود متصل می شود ، که همزمان پروتئین G خاصی را آزاد می کند. پروتئین G به نوبه خود یک آدنیلیل سیکلاز را تحریک یا مهار می کند ، که بلافاصله شروع به ایجاد کاتالیز در تشکیل cAMP از ATP می کند یا از تشکیل cAMP جلوگیری می کند. در طول تبدیل ATP به cAMP ، یک پیرو فسفات با دو فسفات گروهها به طور همزمان تشکیل می شود. پیرو فسفات بلافاصله به دو فسفات تجزیه می شود. این امر واکنش برگشت به ATP را غیرممکن می کند. بنابراین ، تنظیم سیکلازهای آدنیلیل از طریق تأثیر پروتئین های G اتفاق می افتد. اردوگاه تشکیل شده عملکردهای مختلفی در ارگانیسم دارد. آنزیم پروتئین کیناز A. را فعال می کند. پروتئین کیناز A ، به نوبه خود فسفوریلاسیون انواع مختلف را کاتالیز می کند. آنزیم ها و بنابراین در متابولیسم به صورت نظارتی مداخله می کند. فسفوریلاسیون آنزیم های مربوطه را فعال یا مهار می کند. فعال یا مهار شدن به آنزیم های مربوطه بستگی دارد. بنابراین ، از طریق هورمون زنجیره واکنش ، گیرنده ، آزاد سازی پروتئین G ، فعال سازی / مهار آدنیل سیکلاز ، تشکیل اردوگاه از ATP و تحریک پروتئین کیناز A ، عمل برخی هورمون ها به محل مورد نظر انجام می شود. این هورمون ها و پیام رسان ها شامل گلوکاگون, ACTH، اپی نفرین ، نوراپی نفرین, دوپامین, اکسی توسین, هیستامین، و دیگران. علاوه بر فعال کردن پروتئین کیناز A ، cAMP نیز تحریک می کند ژن بیان برای برخی از هورمون ها و آنزیم ها. این برای هورمون ها صدق می کند هورمون پاراتیروئید، پپتید وازواکتیو روده (VIP) ، یا سوماتوستاتین، در میان دیگران است.

شکل گیری ، وقوع ، خصوصیات و مقادیر بهینه

سیکلازهای آدنیلیل در طبیعت متحرک در همه جا یافت می شوند. همه موجودات یوکاریوتی و برخی از پروکاریوتها از آدنیلیل سیکلازها برای تولید اردوگاه پیام رسان دوم مشترک استفاده می کنند. در یوکاریوت ها ، سیکلازهای آدنیلیل در سطح غشای سلول های سوماتیک قرار دارند. از آنجا ، آنها سیگنال های هورمون ها و پیام رسان های خاص را به سلول منتقل می کنند ، سپس واکنش های مختلفی در آنجا آغاز می شود.

بیماری ها و اختلالات

نقص و اختلال در کل سیستم انتقال سیگنال ها می تواند باعث طیف وسیعی از بیماری ها شود. تغییرات ژنتیکی در آنزیم های مختلف درگیر ، از جمله سیکلازهای آدنیلیل ، نقش اصلی را بازی می کند. حتی نظریه هایی وجود دارد که تصور می کنند بیشتر بیماری ها به دلیل نقص در انتقال سیگنال از غشای سلول به داخل سلول است. کاهش و افزایش انتقال سیگنال از سطح سلول به داخل سلول دارای ارزش بیماری است. به عنوان مثال می توان به بیماری چشم اشاره کرد رتینیت رنگدانه یا کلیوی دیابت بی مزه بسیاری از بیماری های غدد درون ریز مبتنی بر کاهش انتقال سیگنال است. در مورد هم همین است قلب شکست. با افزایش انتقال سیگنال ، سطح اردوگاه برای همیشه افزایش می یابد. این منجر به تحریک مداوم می شود ، که خود را در بیماری های مختلف مانند قلب نارسایی یا اختلالات روانشناختی. بعلاوه قلب نارسایی ، بیماری هایی مانند اعتیاد (به عنوان مثال ، اعتیاد به نوشیدن الکل), اسکیزوفرنیا, آلزایمر مرض، آسم و دیگران ممکن است مورد علاقه قرار گیرند. تأثیر اختلالات انتقال سیگنال در ایجاد بیماری هایی از جمله دیابت ملیتوس ، آترواسکلروز, فشار خون یا رشد تومور نیز در حال بررسی است. بیماری های خود ایمنی مانند کولیت اولسراتیو همچنین ممکن است به دلیل نقص در انتقال سیگنال باشد. که در وبا، یک سم باکتری تولید می شود که باعث فعال شدن دائمی آدنیلین سیکلاز می شود. سطح اردوگاه بنابراین افزایش می یابد زیرا سیکلازهای آدنیلیل فعال هورمونی مربوطه مهار نمی شوند. سطح mAMP نیز در سیاه سرفه افزایش یافته است. در اینجا ، مهار پروتئین G ، که مانع از آدنیلیل سیکلازها می شود ، وجود ندارد. در نتیجه ، غلظت سیکلازهای آدنیلیل افزایش می یابد. بسیاری از تغییرات ژنتیکی در آنزیم ها (از جمله آدنیلیل سیکلازها) نیز می توانند باعث بیماری شوند یا بیماری را تقویت کنند.