普通生物学笔记(3)

腺苷酸环化酶（AC）本质上是一种信号放大器。它在信号级联的中心起作用，将激素的结合转化为细胞反应。当肾上腺素或胰高血糖素等激素与G蛋白偶联受体结合时，它们会激活G蛋白，进而激活腺苷酸环化酶。活化的腺苷酸环化酶进行催化反应，从三磷酸腺苷中切除两个磷酸，并与剩余的磷酸形成额外的键，称为cAMP。因此其作用机制可以理解为腺苷酸环化酶（AC）通过产生第二信使，来放大G蛋白偶联受体的信号。使用冷冻电镜技术，可以获得腺苷酸环化酶的结构。

产生的环腺苷酸（cAMP）在细胞中快速传播，能够调节多种蛋白质的功能。在这个角色中，cAMP通常被称为“第二信使”，能够传递激素的原始信息。使用第二信使而不是原分子的好处是，信号在这个过程中被放大的根本原因是腺苷酸环化酶被激活时可以产生许多cAMP分子。

cAMP的信号传递在我们的身体中起着至关重要的作用，例如平衡糖的分解或形成以获得能量、控制细胞生长、发育、学习和记忆的不同过程。为了调节这些过程，我们的细胞分化出十种不同的腺苷酸环化酶亚型。其中九个亚型都有相似的形式——有一个跨膜部分和一个位于膜细胞质侧的催化域，它与G蛋白结合，下图是正在起作用的复合物示意图：

鉴于膜蛋白很难结晶，许多早期腺苷酸环化酶的结构仅用催化结构域来确定。下图这个结构(PDB ID 1cjk)显示了激活的G蛋白中两个起作用的活性“口袋”。催化域由两个相似的部分组成，一个口袋与三磷酸腺苷结合并进行环化反应，另一个口袋则主要起调节作用。