Cyklaza adenylanowa (AC) to enzym, który bierze udział w regulacji odpowiedzi komórki na wiele hormonów. Syntetyzuje ważny regulator komórkowy, który pomaga wzmacniać sygnały spoza komórki. Enzym ten jest również znany jako cyklaza adenylylowa lub cyklaza adenylowa.
Niektóre hormony nie mogą wnikać do komórek i aby oddziaływać, wiążą się z receptorami na błonach komórkowych. Kompleks hormon-receptor przekazuje sygnał do składnika wewnątrz komórki. Na przykład, gdy adrenalina wiąże się z błoną komórkową, jej kompleks receptorowy wiąże się z białkiem G. Powoduje to zmianę struktury białka G, które następnie wiąże się z nieaktywną cyklazą adenylanową. Jeśli białko G jest typu stymulującego, to wiązanie aktywuje cyklazę adenylanową, aby katalizować syntezę cyklicznego adenozynomonofosforanu (cAMP) z adenozynotrójfosforanu (ATP).
cAMP jest związkiem szeroko rozpowszechnionym w metabolizmie komórkowym, na przykład stymulującym rozkład zmagazynowanego polimeru glukozy w celu wytworzenia cząsteczek glukozy, które krążą we krwi. Jest znany jako wewnątrzkomórkowy przekaźnik wtórny, ponieważ przekazuje sygnały z zewnątrz komórki do wewnątrzkomórkowej maszynerii. Aktywność wielu enzymów jest regulowana przez dodanie grupy fosforanowej, a jedną z aktywności cAMP jest aktywacja grupy enzymów znanych jako kinaza białkowa A, które dodają grupy fosforanowe do innych enzymów. Dodanie grupy fosforanowej jest znane jako fosforylacja i może aktywować lub tłumić aktywność enzymu.
Każda cząsteczka cAMP może aktywować około 100 cząsteczek kinazy białkowej A. Następnie ten aktywowany enzym może fosforylować mniej więcej taką samą liczbę dodatkowych enzymów, które następnie fosforylują inne enzymy. Tak więc w miarę przesyłania sygnału jego siła znacznie rośnie. Jedna cząsteczka adrenaliny działająca poprzez cyklazę adenylanową może spowodować aktywację setek tysięcy enzymów w komórce. Ten wzrost jest określany jako amplifikacja.
Do tej pory u ssaków zidentyfikowano dziesięć różnych typów cyklazy adenylanowej. Różnią się one znacznie pod względem sposobu regulacji i rodzaju tkanki, w której ulegają ekspresji. Pokazuje to ogromną złożoność systemu aktywującego cyklazę adenylanową. Niektóre enzymy, oprócz białek G, wymagają wapnia, aby stymulować ich aktywność. Inne białka G są hamujące.
Duża liczba hormonów działa w kierunku zwiększenia lub zmniejszenia stężenia cAMP. Dodatkowe hormony działające przez cyklazę adenylanową obejmują glukagon, gastrynę, sekretynę, hormony przysadki i kalcytoninę. Dla metabolizmu komórki ważne jest, aby poziom cAMP był ściśle regulowany.
Wiele bakterii chorobotwórczych zaburza stężenie cAMP poprzez wydzielanie toksyn. Na przykład toksyna cholery stymuluje cyklazę adenylanową. Jego długotrwałe działanie prowadzi do skrajnego odwodnienia, które może być śmiertelne.