环化酶

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环化酶(cyclases)是催化核苷三磷酸生成环核苷酸的酶,广泛存在于原核和真核生物。环化酶中最重要的是腺苷酸环化酶,分子量约为190 000,是一个很大的膜蛋白,它紧紧地结合在细胞膜内侧,催化下列反应:

式中ATP:腺苷三磷酸;cAMP:环腺苷磷酸;PP1:焦磷酸

cAMP是代谢调节剂之一,由于激素被认为是信使分子,它则被称为“第二信使”。许多激素(如促肾上腺皮质激素)虽然作用于靶细胞但并不进入细胞内,而与细胞膜外侧的专一受体结合形成激素-受体络合物。此络合物并不能直接使腺苷酸环化酶活化,而是由G调节蛋白居间传递信息(见图)。

激素-受体络合物促使细胞内的鸟苷三磷酸GTP与G蛋白上结合着的GDP进行交换形成GTP-G蛋白络合物,后者能使腺苷酸环化酶活化。腺苷酸环化酶的催化部位面向细胞膜内侧的胞液,催化ATP分子形成cAMP,cAMP浓度增高的结果影响了很多受cAMP控制的酶活性,使其升高或降低。

几种细菌毒素也能以类似的方式促使腺苷酸环化酶活化。例如霍乱毒素可通过G蛋白使cAMP蛋白激酶活化,从而显著提高cAMP浓度,可破坏肠粘膜上皮细胞保持水分的能力,导致机体脱水而死亡。

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