La adenilato ciclasa (AC) es una enzima que interviene en la regulación de la respuesta celular a muchas hormonas. Sintetiza un importante regulador celular que ayuda a amplificar las señales desde el exterior de la célula. Esta enzima también se conoce como adenilil ciclasa o adenil ciclasa.
Algunas hormonas no pueden ingresar a las células y, para surtir efecto, se unen a los receptores en las membranas celulares. El complejo hormona-receptor transmite una señal a un componente dentro de la célula. Por ejemplo, cuando la adrenalina se une a la membrana celular, su complejo receptor se une a una proteína G. Esto induce un cambio en la estructura de la proteína G, que luego se une a la adenilato ciclasa inactiva. Si la proteína G es un tipo estimulante, esta unión activa la adenilato ciclasa para catalizar la síntesis de monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) a partir de trifosfato de adenosina (ATP).
El AMPc es un compuesto generalizado en el metabolismo celular, por ejemplo, estimula la descomposición de un polímero de glucosa almacenado para formar moléculas de glucosa que circulan en la sangre. Es conocido como un mensajero secundario intracelular, porque transmite señales desde el exterior de la célula a la maquinaria intracelular. La actividad de muchas enzimas se regula mediante la adición de un grupo fosfato, y una de las actividades de cAMP es activar un grupo de enzimas conocidas como proteína quinasa A, que agregan grupos fosfato a otras enzimas. La adición de un grupo fosfato se conoce como fosforilación y puede activar o reprimir la actividad de una enzima.
Cada molécula de AMPc puede activar aproximadamente 100 moléculas de proteína quinasa A. Luego, esa enzima activada puede fosforilar aproximadamente el mismo número de enzimas adicionales, que luego fosforilan otras enzimas. Por lo tanto, a medida que se transmite la señal, su fuerza crece enormemente. Una molécula de adrenalina que actúa a través de la adenilato ciclasa puede provocar la activación de cientos de miles de enzimas dentro de la célula. Este aumento se conoce como amplificación.
Hay diez tipos diferentes de adenilato ciclasa identificados hasta ahora en mamíferos. Varían mucho en su modo de regulación y en el tipo de tejido en el que se expresan. Esto muestra la gran complejidad del sistema activador de adenilato ciclasa. Algunas de las enzimas requieren calcio, además de las proteínas G, para estimular su actividad. Otras proteínas G son inhibitorias.
Una gran cantidad de hormonas actúan para aumentar o disminuir las concentraciones de AMPc. Las hormonas adicionales que actúan a través de la adenilato ciclasa incluyen glucagón, gastrina, secretina, hormonas hipofisarias y calcitonina. Es importante para el metabolismo de la célula que los niveles de AMPc estén estrictamente regulados.
Muchas bacterias patógenas interrumpen las concentraciones de cAMP secretando toxinas. Por ejemplo, la toxina del cólera estimula la adenilato ciclasa. Su actividad prolongada conduce a una deshidratación extrema, que puede ser fatal.