Аденилатциклаза и ее регуляция

Открытие цАМФ и аденилатциклазы группой Sutherland было связано с изучением регуляции печеночного гликогенолиза адреналином и глюкагоном. Эти исследователи показали, что такие гипергликемизирующие агенты вызывают активацию гликогенфосфорилазы и последующее расщепление гликогена до глюкозофосфатов.

Затем было показано, что активация гликогенфосфорилазы зависит от промежуточного этапа (позднее идентифицированного как фосфорилирование под действием протеинкиназы), который стимулируется термостабильным фактором, образующимся при взаимодействии гормона с нерастворимой фракцией печеночной клетки. Было установлено, что последняя реакция требует АТФ, который в присутствии гормона и иона магния превращается в цАМФ и неорганический фосфат.

Далее было показано, что фермент, ответственный за эту реакцию, располагается на внутренней поверхности плазматической мембраны и активируется разными пептидными гормонами. Названный первоначально Sutherland аденилциклазой фермент плазматической мембраны впоследствии стали называть аденилатциклазой или аденилилциклазой. Эти термины точнее описывают его специфическое циклизирующее действие на АТФ. Фермент, ответственный за образование цАМФ, следует называть наиболее широко употребительным термином «аденилатциклаза».

Вслед за идентификацией аденилатциклазы в качестве фермента, связанного с мембраной, и определением его регуляции со стороны катехоламинов и пептидных гормонов появилось огромное число сообщений об участии (или неучастии) цАМФ в гормонзависимых процессах. Вскоре выяснилось, что способностью активировать аденилатциклазу обладают только пептиды и трансмиттеры, которые связываются с поверхностью клетки, тогда как другие гормоны, (тироксин и стероиды) не оказывают закономерного действия на систему аденилатциклаза — цАМФ. Sutherland рассматривал циклазу как фермент, обладающий рецепторной субъединицей (местом распознавания пептидных гормонов) и каталитической субъединицей (превращающей АТФ в цАМФ).

Позднее предполагалось, что эти субъединицы существуют в виде отдельных структур, плавающих в липидном бислое клеточной мембраны и объединяющихся в активную форму при взаимодействии гормона с рецепторным местом. Это представление легло в основу двухэтапной теории активации фермента, согласно которой гормонрецепторный комплекс диффундирует по клеточной мембране и взаимодействует с каталитической единицей (активируя ее), расположенной на цитоплазматической поверхности мембраны.

Эта относительно простая модель аденилатциклазы впоследствии усложнилась, благодаря выяснению роли промежуточного процесса (трансдукции) между гормонрецепторным взаимодействием и изменением конформации каталитической субъединицы, приводящим к активации фермента.

«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер