アデニル酸シクラーゼは、リアーゼのクラスとして属します 酵素。 それらの機能は、ATPからPO結合を切断することによってサイクリックcAMPを触媒することです。 そうすることで、それらは生物の多くの異なるプロセスに関与するシグナル伝達カスケードを引き起こします。
アデニル酸シクラーゼとは何ですか？
アデニル酸シクラーゼは ホルモン または外部からの他のメッセンジャー 細胞膜 セル内の対応するメッセンジャーに。 それらはいわゆるリアーゼであり、 酵素 で特定の結合を切断する 。 たとえば、PO結合（間の結合）を切断します りん & 酸素）。 彼らの仕事は、ATPのセカンドメッセンジャーcAMPへの分解を触媒することです。 これはGの助けを借りて行われます タンパク質。 G タンパク質 受容体とセカンドメッセンジャーシステムの間で起こるシグナル伝達に責任があります。 この目的のために、アデニル酸シクラーゼは、ATPとGの結合部位として機能する特徴的な構造を持つ特定のドメインを持っています タンパク質。 この結合は、ATPをmAMPに分解するアデニル酸シクラーゼの触媒作用を開始します。 さまざまなアデニル酸シクラーゼの青写真は異なります。 ただし、それらはすべて、対応するドメインを共通に持っています。 ヒトアデニル酸シクラーゼの場合、XNUMX個のアイソザイムがあり、そのうちのXNUMX個は膜結合型であり、XNUMX個はコンパートメント上の細胞内の細胞質ゾルタンパク質として発生します。
機能、アクション、および役割
アデニル酸シクラーゼの機能は、外部から信号を送信することです 細胞膜 セカンドメッセンジャーを介してセル内のメッセンジャーに。 これはすべての真核生物に当てはまります。 ただし、アデニル酸シクラーゼは原核生物のシグナル伝達物質としての役割も果たします 細菌。 したがって、アデニル酸シクラーゼはXNUMXつの主要なクラスに分類されます。 クラスIはグラム陰性菌に効果的です 細菌。 クラスIIアデニル酸シクラーゼは病原性において主要な役割を果たします 細菌。 それらは、感染した宿主生物のタンパク質カルモジュリンに依存しています。 最大のクラス（クラスIII）は、すべての真核生物に見られるアデニル酸シクラーゼによって表されます。 ここで彼らはの行動を仲介します ホルモン。 これには、 ホルモン 外側から 細胞膜 細胞内のメッセンジャー物質に。 これらのメッセンジャー物質は、ホルモンによって開始される生化学反応を引き起こします。 その過程で、対応するホルモンがその受容体に結合し、同時に特定のGタンパク質を放出します。 次に、Gタンパク質はアデニル酸シクラーゼを刺激または阻害します。アデニル酸シクラーゼは、ATPからのcAMPの形成を即座に触媒し始めるか、cAMPの形成を阻害します。 ATPからcAMPへの変換中に、XNUMXつのピロリン酸 リン酸塩 グループは同時に形成されます。 ピロリン酸塩はすぐにXNUMXつのリン酸塩に分解します。 これはATPへの逆反応を不可能にします。 したがって、アデニル酸シクラーゼの調節は、Gタンパク質の影響によって起こります。 形成されたcAMPは生体内で複数の機能を持っています。 酵素プロテインキナーゼAを活性化します。プロテインキナーゼAは、さまざまなリン酸化を触媒します。 酵素 したがって、規制的な方法で代謝に介入します。 リン酸化は、対応する酵素を活性化または阻害します。 活性化または阻害が起こるかどうかは、それぞれの酵素に依存します。 したがって、反応連鎖ホルモン、受容体、Gタンパク質放出、アデニル酸シクラーゼの活性化/阻害、ATPからのcAMPの形成、およびプロテインキナーゼAの刺激を介して、特定のホルモンの作用が標的部位に媒介されます。 これらのホルモンとメッセンジャーには以下が含まれます グルカゴン, ACTH、エピネフリン、 ノルエピネフリン, ドーパミン, オキシトシン, ヒスタミン、 その他。 プロテインキナーゼAを活性化することに加えて、cAMPはまた刺激します 遺伝子 いくつかのホルモンと酵素の発現。 これはホルモンにも当てはまります 副甲状腺ホルモン、血管作動性腸管ペプチド（VIP）、または ソマトスタチンなどがある。
形成、発生、特性、および最適値
アデニル酸シクラーゼは、生き物の自然のいたるところに見られます。 すべての真核生物および一部の原核生物は、アデニル酸シクラーゼを使用して、一般的なセカンドメッセンジャーcAMPを生成します。 真核生物では、アデニル酸シクラーゼは体細胞の膜表面にあります。 そこから、ホルモンや特定のメッセンジャーからの信号を細胞に中継し、そこでさまざまな反応が開始されます。
疾患および障害
信号の伝達システム全体の欠陥や障害は、さまざまな病気を引き起こす可能性があります。アデニル酸シクラーゼなど、関与するさまざまな酵素の遺伝的変化が大きな役割を果たします。 ほとんどの病気は細胞膜から細胞内部へのシグナル伝達の欠陥が原因であると仮定する理論さえあります。 細胞表面から細胞内部へのシグナル伝達の減少と増加の両方に疾患価値があります。 例には眼病が含まれます 網膜色素変性症 または腎臓 糖尿病 insipidus。 多くの内分泌疾患は、シグナル伝達の低下に基づいています。 同じことが当てはまります ハート 失敗。 シグナル伝達が増加すると、cAMPレベルが恒久的に上昇します。 これは絶え間ない動揺をもたらし、それは次のようなさまざまな病気に現れます ハート 失敗または精神障害。 に加えて ハート 中毒などの病気（例、 アルコール依存症), 統合失調症, アルツハイマー 病気、 ぜんそく そして他のものが支持されるかもしれません。 シグナル伝達障害が次のような病気の発症に及ぼす影響 糖尿病 真性、 動脈硬化, 高血圧 または腫瘍の成長も調査されています。 自己免疫疾患 など 潰瘍性大腸炎 シグナル伝達の欠陥が原因である可能性もあります。 に コレラ、アデニル酸シクラーゼの永続的な活性化を引き起こす細菌毒素が生成されます。 したがって、対応するホルモン活性化アデニル酸シクラーゼが阻害されないため、cAMPレベルが上昇します。 mAMPレベルは百日咳でも上昇します。 ここでは、アデニル酸シクラーゼを阻害するGタンパク質の阻害は見られません。 その結果、 濃度 アデニル酸シクラーゼの増加。 酵素（アデニル酸シクラーゼを含む）の多くの遺伝的変化も、病気を引き起こしたり促進したりする可能性があります。
