Конвертаза прогормона катализирует расщепление ненужных компонентов протеогормонов и нейропептидов. Обычно он вступает в силу сразу после того, как соответствующие белки были переведены. Заболевания, связанные с прогормон-конвертазой, выявляются очень редко.
Что такое прогормон конвертаза?
Прогормон конвертаза - это сериновая протеаза, которая преобразует только что сформированные белки из их исходной формы путем расщепления определенных белковых компонентов в их эффективную форму.
Говоря о прогормон-конвертазе, обычно подразумевают пропротеин-конвертазу 1 (PC1). Он превращает многие протеогормоны и нейропептиды из их проформы в эффективную форму в рамках так называемой посттрансляционной модификации. Примером этого является каталитическая реакция проинсулина в инсулине.
Помимо проинсулина, пропротеинконвертаза 1 участвует в модификации проопиомеланокортина, проренина, продинорфина, проэнкефалина, окситоцина, нейрофизина и просоматостатина. Сразу после трансляции (биосинтеза белка) эти белки превращаются в фактический эффективный белок за счет отщепления белковых компонентов. При этом разрушаются пептидные связи.
Поскольку прогормон конвертаза является сериновой протеазой, каталитическим центром этого фермента является так называемая каталитическая триада, состоящая из трех аминокислот - аспарагиновой кислоты, гистидина и серина. Их аминокислотные остатки связаны друг с другом водородными связями. Эта комбинация позволяет им каталитически разрывать пептидные связи. Катализ происходит через ковалентные промежуточные соединения и поэтому называется ковалентным катализом.
Конвертаза пропротеина 1 (PC1) состоит из 643 аминокислот. Ион кальция действует как кофактор. Другими конвертазами прогормона являются PC2 и PC3 в дополнение к PC1.
Функция и задача
Функцию прогормон-конвертазы следует сначала проиллюстрировать на примере инсулина. Во время трансляции синтеза инсулина вырабатывается препроинсулин, состоящий из сигнальной последовательности, B-цепи, C-пептида и A-цепи. Вся молекула состоит из 110 аминокислот. После транспорта в эндоплазматический ретикулум сигнальная последовательность отщепляется с образованием проинсулина, при этом между цепью А и цепью В образуются дисульфидные мостики. Сейчас проинсулин содержит 84 аминокислоты. Затем С-цепь расщепляется специальными пептидазами (прогормон-конвертазой). Оставшиеся цепи соединены только дисульфидными мостиками. Цепь A содержит 21 аминокислоту, а цепь B 30 аминокислот. Теперь образуется инсулин, который в форме гексамера стабилизируется ионом цинка.
Проопиомеланокортин - еще один возможный субстрат для конвертазы прогормона. Проопиомеланокортин секретируется в аденогипофизе, гипоталамусе, плаценте или эпителии и является предшественником некоторых важных пептидных гормонов. Конвертаза прогормона может расщепить его на 10 различных гормонов. К ним относятся адренокортикотропин (АКТГ), меланоцит-стимулирующие гормоны, кортикотропиноподобные промежуточные пептиды (CLIP), гаммалипотропин или бетаэндорфин.
Образующиеся гормоны посттрансляционно синтезируются из прогормона. Опиоидные пептиды энкефалин и динорфин также образуются конвертазами проэнкефалина и продифомина. Они действуют как естественные болеутоляющие.
Другой активный ингредиент - гормоноподобный ренин, который вырабатывается конвертазами проренина. Ренин способствует образованию вазопрессина посредством различных реакций. Вазопрессин - антидиуретический гормон. Гормон окситоцин, в свою очередь, всегда вырабатывается в виде окситоцина нейрофизина. Он накапливается в задней доле гипофиза и, при необходимости, расщепляется на окситоцин и нейрофизин с помощью катализа прогормон конвертазой.
Причины образования проформ различных протеогормонов и нейропептидов разнообразны. В основном это потому, что они являются недорогими формами хранения и транспортировки. Однако, чтобы они были эффективными, их необходимо изменить. Прогормоны обычно принадлежат к группе белков-предшественников, которые также содержат проферменты и структурные белки-предшественники. Все белки-предшественники содержат дополнительные последовательности, которые влияют на активность белка таким образом, что он становится неактивным. Это происходит за счет влияния этих последовательностей на конформацию третичной структуры. Когда дополнительные последовательности отщепляются, внутри молекулы происходит внезапное изменение конформации. Вся молекула снова активируется.
Здесь вы можете найти свое лекарство
➔ Лекарства от мышечной слабостиБолезни и недуги
Заболевания, связанные с прогормон-конвертазой, очень редки. Обычно они возникают в случае генетических дефектов. Неизвестно, почему расстройства так редки. Большинство генных мутаций могут быть настолько серьезными, что их невозможно примирить с жизнью.
Однако известно несколько случаев, когда была обнаружена мутация в гене PCSK1. Заболевания связаны с тяжелыми нарушениями обмена веществ. Дефицит прогормон конвертазы I был описан только у двух пациентов. Это 43-летняя женщина и маленькая девочка. У обоих пациентов в детстве развилось крайнее ожирение. Также были отмечены тяжелая гипогликемия и повышенный уровень прогормонов некоторых протеогормонов. При этом у обоих пациентов были нарушения всасывания в кишечнике, которые сопровождались сильной диареей. Женщина также страдала гипогонадотропным гипогонадизмом без менструации.
Различные симптомы являются результатом неспособности производить эффективные гормоны из профилей протеогормонов. При низком уровне инсулина уровень проинсулина значительно увеличивается. Преобразовать сложно. Однако проинсулин уже снижает уровень сахара в крови. Однако из-за такой высокой концентрации это приводит к гипогликемии. Затем также повышается уровень других прогормонов, таких как проглюкагон или проопиомеланокортин. Постоянные расстройства пищеварения вызваны низким уровнем сомастатина, так как просомастатин больше не превращается в сомастатин. Таким образом, пепсин, гастрин и ферменты поджелудочной железы больше не могут подавляться.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
