Adenylate cyclase (AC) adalah enzim yang terlibat dalam mengatur respons sel terhadap banyak hormon. Ini mensintesis regulator seluler penting yang membantu memperkuat sinyal dari luar sel. Enzim ini juga dikenal sebagai adenil siklase atau adenil siklase.
Beberapa hormon tidak dapat memasuki sel, dan untuk mempengaruhi, mereka mengikat reseptor pada membran sel. Kompleks hormon-reseptor mengirimkan sinyal ke komponen di dalam sel. Misalnya, ketika adrenalin terikat pada membran sel, kompleks reseptornya berikatan dengan protein G. Ini menginduksi perubahan struktur protein G, yang kemudian berikatan dengan adenilat siklase yang tidak aktif. Jika protein G adalah tipe yang merangsang, pengikatan ini mengaktifkan adenilat siklase untuk mengkatalisis sintesis siklik adenosin monofosfat (cAMP) dari adenosin trifosfat (ATP).
cAMP adalah senyawa yang tersebar luas dalam metabolisme sel, misalnya merangsang pemecahan polimer glukosa yang disimpan untuk membentuk molekul glukosa yang beredar dalam darah. Ini dikenal sebagai utusan sekunder intraseluler, karena mengirimkan sinyal dari luar sel ke mesin intraseluler. Aktivitas banyak enzim diatur oleh penambahan gugus fosfat, dan salah satu aktivitas cAMP adalah mengaktifkan sekelompok enzim yang dikenal sebagai protein kinase A, yang menambahkan gugus fosfat ke enzim lain. Penambahan gugus fosfat dikenal sebagai fosforilasi dan dapat mengaktifkan atau menekan aktivitas enzim.
Setiap molekul cAMP dapat mengaktifkan sekitar 100 molekul protein kinase A. Kemudian enzim yang diaktifkan tersebut dapat memfosforilasi sejumlah enzim tambahan yang sama, yang kemudian memfosforilasi enzim lain. Jadi, saat sinyal ditransmisikan, kekuatannya tumbuh pesat. Satu molekul adrenalin yang bekerja melalui adenilat siklase dapat menghasilkan aktivasi ratusan ribu enzim di dalam sel. Peningkatan ini disebut sebagai amplifikasi.
Ada sepuluh jenis adenilat siklase yang berbeda yang diidentifikasi sejauh ini pada mamalia. Mereka sangat bervariasi dalam cara pengaturannya dan jenis jaringan tempat mereka diekspresikan. Ini menunjukkan kerumitan besar sistem pengaktifan adenilat siklase. Beberapa enzim membutuhkan kalsium, selain protein G, untuk merangsang aktivitasnya. Protein G lainnya bersifat penghambatan.
Sejumlah besar hormon bertindak untuk meningkatkan atau menurunkan konsentrasi cAMP. Hormon tambahan yang bekerja melalui adenilat siklase termasuk glukagon, gastrin, sekretin, hormon hipofisis, dan kalsitonin. Penting untuk metabolisme sel bahwa kadar cAMP diatur dengan ketat.
Banyak bakteri patogen mengganggu konsentrasi cAMP dengan mengeluarkan racun. Misalnya, toksin kolera merangsang adenilat siklase. Aktivitasnya yang berkepanjangan menyebabkan dehidrasi ekstrem, yang bisa berakibat fatal.