Adenilato Ciclasa -egenskaper, typer, funktioner

De Cyklasa adenylat antingen adenylciclase Det är det enzym som ansvarar för ATP-omvandling, en högenergimolekyl, i cyklisk AMP, en viktig signalmolekyl som aktiverar olika cykliska beroende AMP-proteiner med viktiga fysiologiska funktioner.

Dess aktivitet styrs av olika faktorer såsom den samordnade verkan av hormoner, neurotransmittorer och andra regleringsmolekyler av olika natur (divalent kalciumjoner och G -proteiner, för att nämna några).

Cyklasa adenylatdiagram (källa: Användare BensAccount på.Wikipedia [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Den huvudsakliga betydelsen av detta enzym ligger i transcendensen av produkten av reaktionen som katalyserar, den cykliska AMP, eftersom det deltar i kontrollen av många cellfenomen relaterade till metabolism och utveckling, liksom med svaret på olika yttre stimuli.

I naturen använder både encelliga organismer (relativt enkla) och stora och komplexa multicelliga djur cyklisk förstärkare som en andra budbärare, och därför till enzymerna som producerar den.

Filogenetiska studier konstaterar att dessa enzymer härstammar från en gemensam förfader före separationen av eubakterier och eukaryoter, vilket antyder att cyklisk AMP hade olika funktioner, kanske relaterade till ATP -produktion.

Det är möjligt att acceptera ett sådant uttalande, eftersom reaktionen katalyserad av adenilatcyklaset är lätt reversibelt, vilket kan märkas i jämviktskonstanten för syntesen av ATP (Keq ≈ 2.1 ± 0.2 10-9 M2).

[TOC]

Egenskaper och struktur

De flesta eukaryota cyklastadenylatenzymer är associerade med plasmamembranet, men i bakterier och i däggdjursspermceller finns de som lösliga proteiner i cytosolen.

I jäst och vissa bakterier är perifera membranproteiner, medan de i vissa amoeba -arter är molekyler med ett enda transmembranalt segment.

Strukturella egenskaper

De är proteiner som består av stora polypeptidkedjor (av mer än 1.000 aminosyravfall), som korsar plasmamembranet 12 gånger med två regioner bestående av sex transmembranala domäner av konformationalfa.

Varje transmembranregion separeras av en stor cytosolisk domän, som är ansvarig för katalytisk aktivitet.

Kan tjäna dig: Flora och fauna från Afrika: Representativa arter

Bland de eukaryota organismerna finns det några skäl som bevaras i ett fragment av aminoterminalregionen i dessa enzymer, liksom en cytoplasmisk domän på cirka 40 kDa, vilket avgränsas av de hydrofoba sektionerna.

Katalytisk plats

Reaktionen som dessa enzymer katalyserar, det vill säga bildandet av en dieterbindning genom en nukleofil attack av OH -gruppen i 3 'position till fosfatgruppen i nukleosidtrfosfatet i position 5', beror på ett gemensamt strukturellt motiv som kallas OM domänpalm ".

Denna domän av "Palma" består av en anledning "ßaäm"(" Ss "som vill beteckna de ß-planerade och" α "-arken till alfa-propeller) och har två oändliga asparbara syrarester som koordinerar de två metalljonerna som är ansvariga för katalys, som kan vara divalent magnesium eller magnesiumjoner zink.

Många studier relaterade till den kvartära strukturen hos dessa enzymer har visat att deras katalytiska enhet existerar som en dimer vars formation beror på transmembranala segment, som samlas i endoplasmiska retikulum under bildningen av proteinet.

Plats

Det har fastställts att liksom många membranens omfattande proteiner, såsom G -proteiner, de med fosfatidylinositolförankringar och många andra, finns adenylcicses i regioner eller speciella mikrodomäner av membran som kallas "lipidbalsas" (av engelska "Lipidflotte").

Dessa membrandomäner kan ha upp till hundratals nanometrar i diameter och är främst sammansatta av kolesterol och sfingolipider med övervägande mättade fettsyrakedjor och stor lång längd, vilket får dem att ha mindre fluiditet och tillåta att de transmembranala segmenten av olika proteiner har tillmötesgående tillmötning.

Cyclasas Adenilate har också befunnit sig associerade med subregioner av lipidflottar kända som "Caveolas" (engelska "Caveolae "), som är snarare invaginationer av membranet som är rika på kolesterol och ett protein associerat med detta som kallas Caveolina.

Grabbar

I naturen finns det tre typer av väldefinierade cyklasser adenylat och två som är aktuella föremål för diskussion.

Kan tjäna dig: oxihemioglobin: egenskaper, struktur och unionskurva

- Klass I: De finns i många gram -negativa bakterier som OCH. coli, Till exempel, där cyklisk AMP -produkt av reaktionen har funktioner som ligand för transkriptionsfaktorer som är ansvariga för regleringen av kataboliska operationer.

- Klass II: De finns i vissa patogener av bakteriergenrer som Bacill antingen Bord, Där de fungerar som extracellulära toxiner. De är proteiner aktiverade av värd calmodulin (frånvarande i bakterier).

- Klass III: De är kända som den "universella" klassen och är fylogenetiskt relaterade till Guanilaato Cyclasas, som uppfyller liknande funktioner. De finns i både prokaryoter och eukaryotor, där de regleras av olika vägar.

Adenylat däggdjurscyklas

Hos däggdjur har minst nio typer av dessa enzymer klonats och beskrivits.

Dessa delar komplexa strukturer och membrantopologier, såväl som duplicerade katalytiska domäner som är karakteristiska för dem.

För däggdjur motsvarar nomenklaturen som används för att hänvisa till isoformer till AC -bokstäver (av Cyklasa adenylat) och till ett nummer från 1 till 9 (AC1 - AC9). Två varianter av AC8 -enzymet har också rapporterats.

De isoformer som finns i dessa djur är motsvarighet beträffande sekvensen för den primära strukturen för deras katalytiska ställen och den tre dimensionella strukturen. Införandet av en av dessa enzymer inom varje "typ" är huvudsakligen relaterad till regleringsmekanismerna som fungerar på varje isoform.

De har uttrycksmönster som ofta är vävnadsspecifika. I hjärnan kan du hitta alla isoformer, även om vissa är begränsade till specifika områden i centrala nervsystemet.

Funktioner

The main function of the enzymes belonging to the Cylasa Adenylate family is to transform the ATP into cyclic AMP and for this they catalyze the formation of an intramolecular dieter link 3 ' - 5' (reaction similar to that catalyzed by the DNA polymerases), With frisläppandet av en pyrofosfatmolekyl.

Hos däggdjur har de olika varianterna som kan uppnås kopplats till cellproliferation, etanolberoende, synaptisk plasticitet, läkemedelsberoende, cirkadisk rytm, luktstimulering, lärande och minne.

Kan tjäna dig: parasitism: koncept, typer och exempel

Vissa författare har sagt att Cyclasas adenylat kan ha en ytterligare funktion som transportmolekyler eller, vilket är samma, kanalproteiner och jontransportörer.

Dessa hypoteser har emellertid endast bevisats beroende på arrangemang eller topologi för transmembranala segment av dessa enzymer, som delar vissa strukturella homologier eller likheter (men inte sekvens) med vissa jontransportkanaler.

Både den cykliska AMP och PPI (pyrofosfat), som är reaktionsprodukterna, har funktioner på cellnivå; Men dess betydelse beror på organismen där de är.

Reglering

Den stora strukturella mångfalden mellan adenylciclasses visar en stor mottaglighet för flera former av reglering, vilket gör att de kan integrera i en mängd olika cellulära signalvägar.

Den katalytiska aktiviteten hos några av dessa enzymer beror på alfa -ketoacider, medan andra har mycket mer komplexa regleringsmekanismer som involverar reglerande underenheter (genom stimulering eller hämning) som till exempel beror på kalcium och andra faktorer i allmänhet lösliga, liksom av andra andra proteiner.

Många cyklasadenilat regleras negativt av underenheter av vissa G -proteiner (hämmar deras funktion), medan andra utövar snarare aktivatorer.

Referenser

1. Cooper, D. M. F. (2003). Reglering och organisation av adenylylcyklasser och läger. Journalbiokemisk, 375, 517-529.
2. Cooper, D., Mons, n., & Karpen, J. (nittonhundranittiofem). Adenylylcyklaser och interaktionen mellan kalcium och läger Sigaling. Natur, 374, 421-424.
3. Danchin, a. (1993). Fylogeni av adenylylcyklasser. Framsteg inom andra messenger och fosfoproteinforskning, 27, 109-135.
4. Hanoune, j., & Defer, n. (2001). Reglering och roll av adenylylcyklasisoformer. Ann. Varv. Farmakol. Toxikol., 41, 145-174.
5. Gränsen, u., & Schultz, J. OCH. (2003). Klass III Adenylyl Cyclasses: Multi-Purpose Signaling Modules. Cellulär signalering, femton, 1081-1089.
6. Tang, w., & Gilman, till. G. (1992). Adenylylcyklaser. Cell, 70, 669-672.