Η αδενυλική κυκλάση (AC) είναι ένα ένζυμο που εμπλέκεται στη ρύθμιση της απόκρισης ενός κυττάρου σε πολλές ορμόνες. Συνθέτει έναν σημαντικό κυτταρικό ρυθμιστή που βοηθά στην ενίσχυση των σημάτων έξω από το κύτταρο. Αυτό το ένζυμο είναι επίσης γνωστό ως αδενυλκυκλάση ή αδενυλκυκλάση.
Ορισμένες ορμόνες δεν μπορούν να εισέλθουν στα κύτταρα και για να επηρεάσουν, συνδέονται με υποδοχείς στις μεμβράνες ενός κυττάρου. Το σύμπλεγμα ορμονών-υποδοχέων μεταδίδει ένα σήμα σε ένα συστατικό μέσα στο κύτταρο. Για παράδειγμα, όταν η αδρεναλίνη δεσμεύεται στην κυτταρική μεμβράνη, το σύμπλεγμα των υποδοχέων της συνδέεται με μια πρωτεΐνη G. Αυτό προκαλεί μια αλλαγή στη δομή της πρωτεΐνης G, η οποία στη συνέχεια συνδέεται με ανενεργή αδενυλική κυκλάση. Εάν η πρωτεΐνη G είναι διεγερτικός τύπος, αυτή η σύνδεση ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση για να καταλύσει τη σύνθεση της κυκλικής μονοφωσφορικής αδενοσίνης (cAMP) από την τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP).
Το cAMP είναι μια ευρέως διαδεδομένη ένωση στον κυτταρικό μεταβολισμό, για παράδειγμα διεγείροντας τη διάσπαση ενός αποθηκευμένου πολυμερούς γλυκόζης για να σχηματίσει μόρια γλυκόζης που κυκλοφορούν στο αίμα. Είναι γνωστός ως ενδοκυτταρικός δευτερεύων αγγελιοφόρος, επειδή μεταδίδει σήματα από έξω από το κύτταρο στον ενδοκυτταρικό μηχανισμό. Η δραστηριότητα πολλών ενζύμων ρυθμίζεται με την προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας και μία από τις δραστηριότητες του cAMP είναι η ενεργοποίηση μιας ομάδας ενζύμων γνωστών ως πρωτεϊνική κινάση Α, τα οποία προσθέτουν φωσφορικές ομάδες σε άλλα ένζυμα. Η προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας είναι γνωστή ως φωσφορυλίωση και μπορεί να ενεργοποιήσει ή να καταστείλει τη δραστηριότητα ενός ενζύμου.
Κάθε μόριο cAMP μπορεί να ενεργοποιήσει περίπου 100 μόρια πρωτεϊνικής κινάσης Α. Στη συνέχεια, αυτό το ενεργοποιημένο ένζυμο μπορεί να φωσφορυλιώσει περίπου τον ίδιο αριθμό πρόσθετων ενζύμων, τα οποία στη συνέχεια φωσφορυλιώνουν άλλα ένζυμα. Έτσι, καθώς το σήμα μεταδίδεται, η δύναμή του αυξάνεται πολύ. Ένα μόριο αδρεναλίνης που δρα μέσω αδενυλικής κυκλάσης μπορεί να οδηγήσει στην ενεργοποίηση εκατοντάδων χιλιάδων ενζύμων μέσα στο κύτταρο. Αυτή η αύξηση αναφέρεται ως ενίσχυση.
Υπάρχουν δέκα διαφορετικοί τύποι αδενυλικής κυκλάσης που έχουν εντοπιστεί μέχρι τώρα σε θηλαστικά. Διαφέρουν πολύ στον τρόπο ρύθμισης και στον τύπο του ιστού στον οποίο εκφράζονται. Αυτό δείχνει τη μεγάλη πολυπλοκότητα του συστήματος ενεργοποίησης της αδενυλικής κυκλάσης. Ορισμένα από τα ένζυμα απαιτούν ασβέστιο, εκτός από τις πρωτεΐνες G, για να τονώσουν τη δραστηριότητά τους. Άλλες πρωτεΐνες G είναι ανασταλτικές.
Ένας μεγάλος αριθμός ορμονών δρα είτε για να αυξήσει είτε να μειώσει τις συγκεντρώσεις του cAMP. Πρόσθετες ορμόνες που δρουν μέσω της αδενυλικής κυκλάσης περιλαμβάνουν γλυκαγόνη, γαστρίνη, σεκρετίνη, ορμόνες της υπόφυσης και καλσιτονίνη. Είναι σημαντικό για το μεταβολισμό του κυττάρου να ρυθμίζονται αυστηρά τα επίπεδα cAMP.
Πολλά παθογόνα βακτήρια διαταράσσουν τις συγκεντρώσεις του cAMP εκκρίνοντας τοξίνες. Για παράδειγμα, η τοξίνη της χολέρας διεγείρει την αδενυλική κυκλάση. Η παρατεταμένη δραστηριότητά του οδηγεί σε ακραία αφυδάτωση, η οποία μπορεί να αποβεί μοιραία.