Siklus adenil

Siklus adenil dihitung sebagai kelas enzim ke lyase. Tugas mereka adalah mengkatalisis cAMP siklik dengan memutus ikatan P-O dari ATP. Dengan demikian, mereka memicu kaskade sinyal yang bertanggung jawab untuk banyak proses berbeda dalam organisme.

Apa itu adenylyl cyclase?

Siklus adenil memediasi efek hormon atau zat pembawa pesan lainnya dari luar membran sel ke zat pembawa pesan yang sesuai di dalam sel. Mereka disebut lyase, yang bertindak sebagai enzim untuk memutus ikatan tertentu dalam molekul. Misalnya, mereka memisahkan ikatan P-O (ikatan antara fosfor dan oksigen).

Tugas Anda adalah mengkatalisasi kerusakan ATP ke cAMP messenger kedua. Ini dilakukan dengan bantuan protein G. Protein G bertanggung jawab untuk transmisi sinyal (transduksi sinyal) yang terjadi antara reseptor dan sistem pengirim pesan kedua. Untuk ini, siklase adenil memiliki domain tertentu dengan struktur karakteristik, yang bertindak sebagai tempat pengikatan untuk protein ATP dan G.

Ikatan ini memulai efek katalitik dari adenylyl cyclases untuk memecah ATP menjadi mAMP. Rencana konstruksi dari berbagai siklis adenil berbeda. Namun, mereka semua memiliki kesamaan domain yang sesuai. Ada sepuluh isoenzim untuk adenylyl cyclases manusia, sembilan di antaranya terikat dengan membran dan satu terjadi sebagai protein sitosol di dalam sel pada kompartemen.

Fungsi, efek & tugas

Tugas dari adenylyl cyclases adalah untuk mengirimkan sinyal dari membran sel luar ke zat pembawa pesan di dalam sel melalui pembawa pesan kedua. Ini berlaku untuk semua makhluk hidup eukariotik. Tetapi adenylyl cyclases juga berperan sebagai pemancar sinyal pada bakteri prokariotik. Siklus adenylyl dibagi menjadi tiga kelas utama.

Kelas I efektif untuk bakteri gram negatif. Kelas II adenylyl cyclases memainkan peran utama dalam bakteri penyebab penyakit. Mereka bergantung pada protein kalmodulin dari organisme inang yang terinfeksi. Kelas terbesar (kelas III) diwakili oleh adenylyl cyclases yang terjadi pada semua organisme eukariotik, disini mereka memediasi efek dari hormon. Untuk tujuan ini, hormon mengirimkan sinyal dari membran sel luar ke zat pembawa pesan di dalam sel. Zat pembawa pesan ini kemudian memicu reaksi biokimia yang diprakarsai oleh hormon.

Hormon yang sesuai mengikat reseptornya, yang pada saat bersamaan melepaskan protein G tertentu. Protein G pada gilirannya merangsang atau menghambat siklase adenil, yang segera mulai mengkatalisasi pembentukan cAMP dari ATP atau menghambat pembentukan cAMP. Ketika ATP diubah menjadi cAMP, pirofosfat dengan dua gugus fosfat terbentuk pada waktu yang bersamaan. Pirofosfat segera terurai menjadi dua fosfat. Hal ini membuat reaksi balik terhadap ATP menjadi tidak mungkin. Oleh karena itu, siklase adenil diatur oleh pengaruh protein G. CAMP yang terbentuk memiliki berbagai macam fungsi di dalam organisme. Ini mengaktifkan enzim protein kinase A.

Protein kinase A, pada gilirannya, mengkatalisis fosforilasi berbagai enzim dan oleh karena itu melakukan intervensi untuk mengatur metabolisme. Fosforilasi mengaktifkan atau menghambat enzim yang sesuai. Aktivasi atau inhibisi tergantung pada enzim tertentu. Melalui hormon rantai reaksi, reseptor, pelepasan G-protein, aktivasi / penghambatan adenylyl cyclase, pembentukan cAMP dari ATP dan stimulasi protein kinase A, efek dari hormon tertentu dibawa ke lokasi target.

Hormon dan zat pembawa pesan ini termasuk glukagon, ACTH, adrenalin, noradrenalin, dopamin, oksitosin, histamin, dan lainnya. Selain mengaktifkan protein kinase A, cAMP juga merangsang ekspresi gen untuk beberapa hormon dan enzim. Ini berlaku untuk hormon hormon paratiroid, peptida usus vasoaktif (VIP) dan somatostatin, antara lain.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Siklus adenilil terjadi di mana-mana di alam. Semua makhluk eukariotik dan beberapa makhluk prokariotik menggunakan siklase adenil untuk menghasilkan cAMP utusan kedua yang tersebar luas. Pada eukariota, siklase adenil terletak di permukaan membran sel tubuh. Dari sana mereka meneruskan sinyal dari hormon dan zat pembawa pesan tertentu ke sel, di mana berbagai reaksi kemudian dipicu.

Penyakit & Gangguan

Berbagai penyakit dapat timbul dari cacat dan gangguan pada seluruh sistem transmisi sinyal. Perubahan genetik pada berbagai enzim yang terlibat, termasuk adenylyl cyclases, memainkan peran utama. Bahkan ada teori yang menganggap bahwa kebanyakan penyakit dapat ditelusuri kembali ke transduksi sinyal yang salah dari membran sel ke bagian dalam sel.

Baik transduksi sinyal yang berkurang dan meningkat dari permukaan sel ke interior sel memiliki nilai penyakit. Contohnya termasuk penyakit mata retinitis pigmentosa dan diabetes insipidus ginjal. Banyak penyakit endokrinologis didasarkan pada penurunan transduksi sinyal. Hal yang sama berlaku untuk gagal jantung. Peningkatan transduksi sinyal menghasilkan nilai cAMP yang meningkat secara permanen. Ada kegembiraan konstan, yang memanifestasikan dirinya dalam berbagai penyakit seperti gagal jantung atau gangguan psikologis.

Selain gagal jantung, penyakit seperti kecanduan (misalnya alkoholisme), skizofrenia, Alzheimer, asma, dan lainnya juga dapat disukai. Pengaruh gangguan transduksi sinyal pada perkembangan penyakit seperti diabetes mellitus, arteriosklerosis, tekanan darah tinggi atau pertumbuhan tumor juga sedang diselidiki. Penyakit autoimun seperti kolitis ulserativa juga bisa disebabkan oleh transduksi sinyal yang salah. Dalam kolera, racun bakteri diproduksi, yang menyebabkan aktivasi permanen adenylyl cyclase.

Kadar cAMP meningkat karena siklase adenilil yang diaktifkan secara hormonal tidak dihambat. Tingkat mAMP juga meningkat pada batuk rejan (pertusis). Di sini penghambatan protein G, yang merupakan penghambatan untuk adenylyl cyclases, hilang. Ini meningkatkan konsentrasi siklase adenil. Banyak perubahan genetik pada enzim (termasuk adenylyl cyclases) dapat menyebabkan atau mempromosikan penyakit.