Les adénylyl cyclases appartiennent aux lyases en tant que classe de enzymes. Leur fonction est de catalyser l'AMPc cyclique en coupant les liaisons PO de l'ATP. Ce faisant, ils déclenchent une cascade de signalisation responsable de nombreux processus différents dans l'organisme.
Qu'est-ce qu'une adénylyl cyclase?
Les adénylyl cyclases interviennent dans les effets de hormones ou d'autres messagers de l'extérieur du membrane cellulaire aux messagers correspondants à l'intérieur de la cellule. Ce sont des soi-disant lyases, qui sont enzymes qui clivent des liaisons spécifiques dans molécules. Par exemple, ils coupent les liaisons PO (liaison entre phosphore et oxygène). Leur tâche est de catalyser la dégradation de l'ATP vers le deuxième messager cAMP. Cela se fait avec l'aide de G protéines. G protéines sont responsables des transductions de signaux qui ont lieu entre les récepteurs et les seconds systèmes de messagerie. A cet effet, les adénylyl cyclases ont certains domaines avec une structure caractéristique, qui agissent comme des sites de liaison pour l'ATP et G protéines. Cette liaison initie l'action catalytique des adénylyl cyclases pour dégrader l'ATP en mAMP. Les plans des diverses adénylyl cyclases sont différents. Cependant, ils ont tous en commun les domaines correspondants. Pour les adénylyl cyclases humaines, il existe dix isozymes, dont neuf sont liées à la membrane et dont l'une se présente sous la forme d'une protéine cytosolique à l'intérieur de la cellule sur des compartiments.
Fonction, action et rôles
La fonction des adénylyl cyclases est de transmettre des signaux de l'extérieur membrane cellulaire via des seconds messagers aux messagers à l'intérieur de la cellule. Cela est vrai pour tous les organismes eucaryotes. Cependant, les adénylyl cyclases jouent également un rôle de transducteurs de signal dans les procaryotes les bactéries. Ainsi, les adénylyl cyclases sont divisées en trois classes principales. La classe I est efficace en Gram négatif les bactéries. Les adénylyl cyclases de classe II jouent un rôle majeur dans les pathogènes les bactéries. Ils dépendent de la protéine calmoduline de l'organisme hôte infecté. La plus grande classe (classe III) est représentée par les adénylyl cyclases trouvées dans tous les organismes eucaryotes. Ici, ils médiatisent l'action de hormones. Cela implique la transduction du signal du hormones de l'extérieur membrane cellulaire aux substances messagères à l'intérieur de la cellule. Ces substances messagères déclenchent alors les réactions biochimiques initiées par les hormones. Dans le processus, l'hormone correspondante se lie à son récepteur, qui libère simultanément une protéine G spécifique. La protéine G à son tour stimule ou inhibe une adénylyl cyclase, qui commence immédiatement à catalyser la formation d'AMPc à partir de l'ATP ou inhibe la formation d'AMPc. Lors de la conversion de l'ATP en AMPc, un pyrophosphate avec deux phosphate les groupes se forment simultanément. Le pyrophosphate se décompose immédiatement en deux phosphates. Cela rend impossible une réaction de retour à l'ATP. Ainsi, la régulation des adénylyl cyclases se fait sous l'influence des protéines G. L'AMPc formé a de multiples fonctions dans l'organisme. Il active l'enzyme protéine kinase A. La protéine kinase A, à son tour, catalyse la phosphorylation de divers enzymes et intervient donc dans le métabolisme de manière régulatrice. La phosphorylation active ou inhibe les enzymes correspondantes. La question de savoir si l'activation ou l'inhibition se produit dépend des enzymes respectives. Ainsi, via l'hormone de la chaîne de réaction, le récepteur, la libération de la protéine G, l'activation / l'inhibition de l'adénylyl cyclase, la formation de l'AMPc à partir de l'ATP et la stimulation de la protéine kinase A, l'action de certaines hormones est médiée vers le site cible. Ces hormones et messagers comprennent glucagon, ACTH, épinéphrine, noradrénaline, dopamine, l'ocytocine, histamine, et d'autres. En plus d'activer la protéine kinase A, l'AMPc stimule également gène expression de certaines hormones et enzymes. C'est vrai pour les hormones hormone parathyroïdienne, peptide intestinal vasoactif (VIP), ou somatostatine, entre autres.
Formation, occurrence, propriétés et valeurs optimales
Les cyclases adénylyliques se trouvent partout dans la nature animée. Tous les organismes eucaryotes et certains procaryotes utilisent des adénylyl cyclases pour produire le deuxième messager commun, l'AMPc. Chez les eucaryotes, les adénylyl cyclases sont situées à la surface de la membrane des cellules somatiques. De là, ils relaient les signaux des hormones et de certains messagers dans la cellule, où diverses réactions sont alors initiées.
Maladies et troubles
Les défauts et les troubles de l'ensemble du système de transmission des signaux peuvent provoquer une grande variété de maladies. Les modifications génétiques de diverses enzymes impliquées, y compris les adénylyl cyclases, jouent un rôle majeur. Il existe même des théories qui supposent que la plupart des maladies sont dues à une transduction de signal défectueuse de la membrane cellulaire à l'intérieur de la cellule. La transduction de signal réduite et augmentée de la surface cellulaire à l'intérieur de la cellule a une valeur de maladie. Les exemples incluent la maladie oculaire rétinite pigmentaire ou rénal diabète insipide. De nombreuses maladies endocrinologiques sont basées sur une transduction de signal réduite. La même chose est vraie pour Cœur échec. Avec une transduction de signal accrue, des niveaux d'AMPc élevés en permanence se produisent. Cela se traduit par une agitation constante, qui se manifeste par diverses maladies telles que Cœur échec ou troubles psychologiques. En plus de Cœur échec, telles que des maladies comme la toxicomanie (p. alcoolisme), schizophrénie, Alzheimer maladie, asthme et d'autres peuvent être favorisés. L'influence des troubles de transduction du signal sur le développement de maladies telles que diabète mellitus, artériosclérose, hypertension ou la croissance tumorale est également à l'étude. Maladies auto-immunes tel que colite ulcéreuse peut également être dû à une transduction de signal défectueuse. Dans choléra, une toxine bactérienne est produite qui provoque une activation permanente de l'adénylyl cyclase. Le taux d'AMPc est donc élevé car les adénylyl cyclases activées hormonalement correspondantes ne sont pas inhibées. Le niveau de mAMP est également élevé dans la coqueluche. Ici, l'inhibition de la protéine G, qui est inhibitrice des adénylyl cyclases, est absente. En conséquence, le concentration des adénylyl cyclases augmente. De nombreux changements génétiques dans les enzymes (y compris les adénylyl cyclases) peuvent également provoquer ou favoriser la maladie.
