腺苷酸环化酶
腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，adenyl cyclase，adenylyl cyclase，缩写AC），EC 4.6.1.1，系统名称为 ATP二磷酸裂解酶，是一种参与已知所有细胞调控的关键酶，位于细胞膜内侧[2]。其催化以下反应：
| Adenylate cyclase 腺苷酸环化酶 | |||||||
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| 识别码 | |||||||
| EC編號 | 4.6.1.1 | ||||||
| CAS号 | 9012-42-4 | ||||||
| 数据库 | |||||||
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| MetaCyc | 代谢路径 | ||||||
| PRIAM | 概述 | ||||||
| PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||
| 基因本体 | AmiGO / EGO | ||||||
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- 腺苷三磷酸（ATP） = 3'，5'–环腺苷一磷酸 （3′,5′-cyclic AMP）+ 二磷酸（diphosphate）
这一反应通常需要镁离子的参与。
腺苷酸环化酶在几乎所有细胞中都发挥关键的调控作用。
腺苷酸环化酶是一种多系性的酶：已知六种不同的类型，它们均催化相同的反应，但是基因家族是不相关的，没有已知的序列或结构同源性。[3]最广为人知的腺苷酸环化酶类型是 III 类或 AC-III。AC-III 广泛存在于真核生物中，在许多人体组织中发挥重要作用。[4]
分类
I 类
第一类腺苷酸环化酶存在于许多细菌中，包括大肠杆菌。[4]这是第一类被表征的腺苷酸环化酶。观察发现，缺乏葡萄糖的大肠杆菌会产生cAMP，它作为内部信号激活基因表达，使大肠杆菌摄取和代谢其他糖类。cAMP 通过结合转录因子CRP（cAMP受体蛋白）发挥这种作用。
II 类
是炭疽杆菌、百日咳杆菌、铜绿假单胞菌和创伤弧菌等致病菌在感染过程中分泌的毒素。[5]这些细菌还分泌其他蛋白质，使AC-II能够进入宿主细胞。外源性AC 会破坏正常的细胞过程。
III 类
这类腺苷酸环化酶在人体细胞的信号传输中发挥重要作用，它们也存在于某些细菌中。大多数 AC-III 都是整合蛋白，参与将细胞外信号转化为细胞内反应。
环磷酸腺苷是真核细胞信号转导中的重要分子，即所谓的第二信使。腺苷酸环化酶通常由G蛋白激活或抑制。G蛋白与膜受体偶联，因此可以对激素或其他刺激作出反应。腺苷酸环化酶活化后，产生的cAMP充当第二信使，与其他蛋白质（如蛋白激酶A和环核苷酸门控离子通道）相互作用并进行调节。
IV 类、V 类和VI 类
这些腺苷酸环化酶都在一些细菌中被发现。
功能
很多细胞外信号都通过G蛋白偶联受体影响腺苷酸环化酶的活性，进而改变细胞内的一种第二信使——环腺苷酸（cAMP）的浓度。通常来说，当G蛋白被激活后，活化的G蛋白α亚基激活腺苷酸环化酶，使细胞内环腺苷酸的浓度迅速增加，[6]进而引起一系列反应。例如在肾上腺素促进肌肉细胞中糖原降解的信号通路中，cAMP浓度的增加激活蛋白激酶A（PKA），进而促进糖原的磷酸化、抑制糖原合成。
参考文献
- ^ G Proteins （页面存档备份，存于互联网档案馆）. PDB-101.
- ^ Sodeman W, Sodeman T. Physiologic- and Adenylate Cyclase-Coupled Beta-Adrenergic Receptors. Sodeman's Pathologic Physiology: Mechanisms of Disease. W B Saunders Co. 2005: 143–145. ISBN 978-0721610108.
- ^ Sadana R, Dessauer CW. Physiological roles for G protein-regulated adenylyl cyclase isoforms: insights from knockout and overexpression studies. Neuro-Signals. 2009, 17 (1): 5-22. doi:10.1159/000166277.
- ^ 4.0 4.1 Zhang G, Liu Y, Ruoho AE, Hurley JH. Structure of the adenylyl cyclase catalytic core. Nature. 1997, 386 (6622): 247–253. doi:10.1038/386247a0.
- ^ Ahuja N, Kumar P, Bhatnagar R. The adenylate cyclase toxins. Critical Reviews in Microbiology. 2004, 30 (3): 187-196. doi:10.1080/10408410490468795.
- ^ Alberts, Bruce. Essential Cell Biology. 2013.
外部链接
- 醫學主題詞表（MeSH）：Adenylate+cyclase
- Interactive 3D views of Adenylate cyclase at Proteopedia Adenylyl_cyclase