Adenilato ciclasa -kenmerken, typen, functies

De Cyclasa adenylaat of adenylciclase Het is het enzym dat verantwoordelijk is voor ATP-conversie, een energierijkmolecuul, in cyclische AMP, een belangrijk signaalmolecuul dat verschillende cyclisch-afhankelijke AMP-eiwitten activeert met belangrijke fysiologische functies.

De activiteit ervan wordt gecontroleerd door verschillende factoren zoals de gecoördineerde werking van hormonen, neurotransmitters en andere regulerende moleculen van verschillende aard (Divalent calciumionen en G -eiwitten, om er maar een paar te noemen).

Cyclasa adenylaatdiagram (Bron: User Bensaccount On op.Wikipedia [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Het belangrijkste belang van dit enzym ligt in de transcendentie van het product van de reactie die katalyseert, de cyclische versterker, omdat het deelneemt aan de controle van veel celfenomenen gerelateerd aan metabolisme en ontwikkeling, evenals met de reactie op verschillende externe stimuli.

In de natuur gebruiken zowel eencellige organismen (relatief eenvoudig) als grote en complexe meercellige dieren, cyclische AMP als tweede boodschapper, en daarom voor de enzymen die het produceren.

Fylogenetische studies bepalen dat deze enzymen afkomstig zijn van een gemeenschappelijke voorouder voorafgaand aan de scheiding van eubacteriën en eukaryoten, wat suggereert dat cyclische AMP verschillende functies had, misschien gerelateerd aan ATP -productie.

Het is mogelijk om een ​​dergelijke verklaring te accepteren, omdat de reactie die door de adenilaatcyclase wordt gekatalyseerd, gemakkelijk omkeerbaar is, die kan worden opgemerkt in de evenwichtsconstante voor de synthese van ATP (Keq ≈ 2.1 ± 0.2 10-9 M2)).

[TOC]

Kenmerken en structuur

De meeste eukaryotische cyclast adenylaat -enzymen zijn geassocieerd met het plasmamembraan, maar in bacteriën en in zoogdierspermcellen worden ze gevonden als oplosbare eiwitten in de cytosol.

In gisten en sommige bacteriën zijn perifere membraaneiwitten, terwijl ze in bepaalde amoeba -soorten moleculen zijn met een enkel transmembranaal segment.

Structurele kenmerken

Het zijn eiwitten samengesteld uit grote polypeptideketens (van meer dan 1.000 aminozuurafval), die 12 keer het plasmamembraan oversteken door middel van twee gebieden samengesteld uit zes transmembranale domeinen van conformatie alfa.

Elk transmembranale gebied wordt gescheiden door een groot cytosolisch domein, dat verantwoordelijk is voor katalytische activiteit.

Kan u van dienst zijn: Flora en Fauna uit Afrika: Representatieve soorten

Onder de eukaryotische organismen zijn er enkele redenen bewaard in een fragment van het amino -terminale gebied van deze enzymen, evenals een cytoplasmatisch domein van ongeveer 40 kDa, wat wordt afgebakend door de hydrofobe secties.

Katalytische site

De reactie die deze enzymen katalyseren, dat wil zeggen de vorming van een binding van de dieter door een nucleofiele aanval van de OH -groep in 3 'positie op de fosfaatgroep van het nucleoside -trfosfaat in positie 5', hangt af van een gemeenschappelijk structureel motief dat bekend staat als het Domeinpalm ".

Dit domein van "palma" bestaat uit een reden "βαβαβ"(" Β "die de β-gepladde en" α "vellen aan alfa-propellers wil aangeven) en heeft twee onveranderlijke asparable zuurresiduen die de twee metaalionen coördineren die verantwoordelijk zijn voor katalyse, die divalent magnesium of magnesiumionen zink kunnen zijn.

Veel studies gerelateerd aan de quaternaire structuur van deze enzymen hebben aangetoond dat hun katalytische eenheid bestaat als een dimeer waarvan de vorming afhangt van de transmembranale segmenten, die worden verzameld in het endoplasmatisch reticulum tijdens de vorming van het eiwit.

Plaats

Er is vastgesteld dat, net als veel membraan uitgebreide eiwitten, zoals G -eiwitten, die met fosfatidylinositol -ankers en vele andere, adenylcics worden gevonden in regio "Lipide vlot")).

Deze membraandomeinen kunnen tot honderden nanometer in diameter hebben en zijn voornamelijk samengesteld uit cholesterol en sfingolipiden met overwegend verzadigde vetzuurketens en een grote lange lengte, waardoor ze minder vloeibaarheid hebben en het mogelijk maken van de transmembranale segmenten van verschillende eiwitten van verschillende eiwitten.

CyclaSas -adenilaat is ook geassocieerd met subregio's van lipide -vlotten die bekend staan ​​als "caveolas" (Engels "Caveolae "), die nogal invaginaties zijn van het membraan dat rijk is aan cholesterol en een eiwit dat hiermee wordt geassocieerd dat caveolina wordt genoemd.

Jongens

In de natuur zijn er drie soorten goed gedefinieerde cyclasses adenylaat en twee die actueel zijn onderworpen aan discussie.

Kan u van dienst zijn: oxihemoglobine: kenmerken, structuur en vakbondscurve

- Klasse I: ze zijn aanwezig in veel gram -negatieve bacteriën zoals zoals EN. coli, Waarbij bijvoorbeeld cyclisch AMP -product van de reactie functies heeft zoals ligand voor transcriptiefactoren die verantwoordelijk zijn voor de regulatie van katabole operaten.

- Klasse II: ze worden gevonden in sommige pathogenen van bacteriegenres zoals zoals Bacil of Bordetella, waar ze dienen als extracellulaire gifstoffen. Het zijn eiwitten geactiveerd door gastheer calmodulin (afwezig in bacteriën).

- Klasse III: Ze staan ​​bekend als de "universele" klas. Ze worden gevonden in zowel prokaryoten als eukaryotas, waar ze worden gereguleerd door verschillende wegen.

Adenylaat zoogdiercyclasas

Bij zoogdieren zijn ten minste negen soorten van deze enzymen gekloond en beschreven.

Deze delen complexe structuren en membraantopologieën, evenals dubbele katalytische domeinen die er kennelijk van zijn.

Voor zoogdieren komt de nomenclatuur die wordt gebruikt om naar isovormen te verwijzen, overeen met AC -letters (door Cyclasa adenylaat) en tot een nummer van 1 tot 9 (AC1 - AC9). Twee varianten van het AC8 -enzym zijn ook gemeld.

De isovormen die aanwezig zijn in deze dieren zijn tegenhanger met betrekking tot de volgorde van de primaire structuur van hun katalytische plaatsen en de drie -dimensionale structuur. De opname van een van deze enzymen binnen elk "type" is voornamelijk gerelateerd aan de regulatiemechanismen die op elke isovorm werken.

Ze hebben expressiepatronen die vaak weefselspecifiek zijn. In de hersenen kunt u alle isovormen vinden, hoewel sommige beperkt zijn tot specifieke gebieden van het centrale zenuwstelsel.

Functie

De belangrijkste functie van de enzymen die tot de cylasa -adenylaatfamilie behoren, is om de ATP te transformeren in cyclische AMP en hiervoor katalyseren ze de vorming van een intramoleculaire Dieter -link 3 ' - 5' (reactie vergelijkbaar met die gekatalyseerd door de DNA -polymerasen), met met de afgifte van een pyrofosfaatmolecuul.

Bij zoogdieren zijn de verschillende varianten die kunnen worden bereikt gekoppeld aan celproliferatie, ethanolafhankelijkheid, synaptische plasticiteit, geneesmiddelafhankelijkheid, circadiane ritme, olfactorische stimulatie, leren en geheugen.

Kan u van dienst zijn: parasitisme: concept, typen en voorbeelden

Sommige auteurs hebben verklaard dat cyclaSas -adenylaat een extra functie kan hebben, zoals transportmoleculen of, wat hetzelfde is, kanaaleiwitten en ionische transportbanden.

Deze hypothesen zijn echter alleen bewezen, afhankelijk van de opstelling of topologie van de transmembranale segmenten van deze enzymen, die enkele structurele homologieën of overeenkomsten (maar niet sequentie) deelt met bepaalde ionentransportkanalen.

Zowel de cyclische AMP als de PPI (pyrofosfaat), die de producten van de reactie zijn, hebben functies op cellulair niveau; Maar het belang ervan hangt af van het organisme waar ze zijn.

Regulatie

De grote structurele diversiteit tussen de adenylciclasses toont een grote gevoeligheid voor meerdere vormen van regulatie, waardoor ze kunnen integreren in een verscheidenheid aan cellulaire signaalroutes.

De katalytische activiteit van sommige van deze enzymen hangt af van alfa -ketoacides, terwijl anderen veel complexere regulatiemechanismen hebben die regulerende subeenheden (door stimulatie of remming) omvatten die bijvoorbeeld afhankelijk zijn van calcium en andere factoren in het algemeen oplosbaar, evenals van andere eiwitten.

Veel cyclaSas -adenilaat worden negatief gereguleerd door subeenheden van sommige G -eiwitten (remmen hun functie), terwijl anderen nogal activatoren uitoefenen.

Referenties

1. Cooper, D. M. F. (2003). Regulering en organisatie van Adenylyl Cyclasses en CAMP. Journal Biochemical, 375, 517-529.
2. Cooper, D., Mons, n., & Karpen, J. (negentienvijfennegentig). Adenylylcyclases en de interactie tussen calcium en camp sigaling. Natuur, 374, 421-424.
3. Dananchin, een. (1993). Fylogenie van adenylyl cyclasses. Vooruitgang in tweede messenger en fosfoproteïneonderzoek, 27, 109-135.
4. Hanoune, J., & Uitstel, n. (2001). Regulatie en rol van adenylylcyclase -isovormen. Ann. Revisie. Farmacol. Toxicol., 41, 145-174.
5. Grens, u., & Schultz, J. EN. (2003). De klasse III Adenylyl Cyclasses: multifunctionele signaalmodules. Cellulaire signalering, vijftien, 1081-1089.
6. Tang, W., & Gilman, aan. G. (1992). Adenylyl -cyclasen. Cel, 70, 669-672.