Prohormón konvertáza katalyzuje štiepenie nepotrebných zložiek proteohormónov a neuropeptidov. Vo väčšine prípadov sa stane aktívnym okamžite po preklade zodpovedajúcej položky proteíny. Ochorenia spojené s prohormón konvertázou sa zistili veľmi zriedka.
Čo je prohormón konvertáza?
Prohormón konvertáza je serínová proteáza, ktorá konvertuje práve vytvorenú proteíny z pôvodnej formy do účinnej formy štiepením určitých proteínových zložiek. Prohormón konvertáza je serínová proteáza, ktorá konvertuje práve vytvorenú proteíny z pôvodnej formy do účinnej formy štiepením určitých bielkovinových zložiek. Keď sa hovorí o prohormón-konvertáze, obvykle sa myslí proproteín-konvertáza 1 (PC1). Konvertuje veľa proteohormónov a neuropeptidov z ich proformy do aktívnej formy v priebehu takzvanej posttranslačnej modifikácie. Príkladom toho je katalytická reakcia proinzulínu na inzulín. Okrem proinzulínu sa proproteín konvertáza 1 podieľa na modifikácii proopiomelanokortínu, prorenínu, prodynorfínu, proenkefalínu, oxytocín neurofyzín a prosomatostatín. Tieto proteíny sú modifikované ihneď po translácii (biosyntéza proteínov) štiepením proteínových zložiek na skutočný efektívny proteín. V tomto procese sa peptidové väzby štiepia. Pretože prohormón konvertáza je serínová proteáza, predstavuje katalytické centrum tohto enzýmu takzvanú katalytickú triádu. Katalytická triáda sa skladá z troch aminokyseliny kyselina asparágová, histidín a serín. Ich aminokyselinové zvyšky sú navzájom spojené znakom vodík lepenie. Táto kombinácia im umožňuje katalyticky rozpustiť peptidové väzby. Katalýza prebieha cez kovalentné medziprodukty, a preto sa označuje ako kovalentná katalýza. Proproteín konvertáza 1 (PC1) pozostáva zo 643 aminokyseliny. vápnik ión funguje ako kofaktor. Iné prohormónové konvertázy okrem PC1 sú PC2 a PC3.
Funkcia a úloha
Funkcia prohormón konvertázy bude najskôr ilustrovaná pomocou inzulín ako príklad. Počas inzulín syntéza, sa počas translácie vytvorí preproinzulín pozostávajúci zo signálnej sekvencie, B reťazca, C peptidu a A reťazca. Celá molekula sa skladá zo 110 aminokyseliny. Po jeho transporte do endoplazmatického retikula sa signálna sekvencia štiepi za vzniku proinzulínu s disulfidom mosty medzi reťazcom A a reťazcom B. Proinzulín teraz obsahuje 84 amino kyseliny. C reťazec sa potom štiepi špeciálnymi peptidázami (prohormón konvertáza). Reťazce, ktoré zostali, sú spojené iba disulfidom mosty. Reťazec A obsahuje 21 amino kyseliny a B reťazec 30 aminokyselín. Teraz sa vytvoril inzulín, ktorý je stabilizovaný vo forme hexaméru pomocou a zinok ión. Ďalším substrátom pre prohormón konvertázu je proopiomelanokortín. Proopiomelanokortín sa vylučuje adenohypofýzou, hypotalamus, placenta alebo epitel a je prekurzorovou molekulou niekoľkých dôležitých peptidov hormóny. Môže sa štiepiť prohormón konvertázou na 10 rôznych hormóny tkanivovo špecifickým spôsobom. Patria sem adrenokortikotropín (ACTH), stimulujúce melanocyty hormóny, intermediárny peptid podobný kortikotropínu (CLIP), gammalipotropín alebo betaendorfín. Vytvorené hormóny sa syntetizujú posttranslačne z prohormónu. Opioidné peptidy enkefalín a dynorfín sú tiež tvorené konvertázami z proenkefalínu a prodyfomínu. Pôsobia ako prírodné analgetiká. Ďalšou účinnou látkou je hormón renín, ktorý je produkovaný konvertázami z prorenínu. renín podporuje tvorbu vazopresínu rôznymi reakciami. Vasopresín je antidiuretický hormón. Hormón oxytocínsa zase vždy vyrába ako oxytocínový neurofyzín. To je uložené v zadnom laloku hypofýzy a je štiepený na oxytocín a podľa potreby neurofyzín pomocou katalýzy prohormón konvertázou. Príčiny vzniku proformy rôznych proteohormónov a neuropeptidov sú rôzne. Väčšinou je to preto, že sú priaznivými skladovacími a prepravnými formami. Je však potrebné ich účinnosť upraviť. Prohormóny všeobecne patria do skupiny prekurzorových proteínov, ktoré stále obsahujú proenzýmy a prekurzorové štrukturálne proteíny. Všetky prekurzorové proteíny obsahujú ďalšie sekvencie, ktoré ovplyvňujú aktivitu proteínu takým spôsobom, že sa stane neaktívnym. Stáva sa to kvôli vplyvu týchto sekvencií na konformáciu terciálnej štruktúry. Keď sa odštiepia ďalšie sekvencie, dôjde v molekule k náhlej konformačnej zmene. V tomto procese sa celá molekula znovu aktivuje.
Choroby a poruchy
Choroby spojené s prohormón konvertázou sú veľmi zriedkavé. Spravidla sa vyskytujú pri genetických chybách. Prečo sú poruchy také zriedkavé, nie je známe. Je možné, že väčšina z gen mutácie sú potom také závažné, že kompatibilita so životom nie je možná. Je však známych niekoľko prípadov, keď sa na PCSK1 našla mutácia gen. Poruchy sú spojené so závažnými metabolickými poruchami. Deficit prohormón-konvertázy I bol opísaný iba u dvoch pacientov. Ide o 43-ročnú ženu a malé dievčatko. V každom prípade extrémna obezita vyvinuté v roku XNUMX detstva u oboch pacientov. Ťažké hypoglykémie Boli tiež zaznamenané zvýšené hladiny prohormónov niektorých proteohormónov. Zároveň mali obaja pacienti črevnú vstrebávanie poruchy sprevádzané ťažkými hnačka. Žena tiež trpela hypogonadotropným hypogonadizmom bez prítomnosti menštruácie. Rôzne príznaky sú výsledkom neschopnosti produkovať účinné hormóny z proformy proteohormónov. Proinzulín je vysoko zvýšený s nízkym obsahom inzulínu. Dá sa previesť len ťažko. Proinzulín však už teraz znižuje cukor úroveň v krv. Pretože však koncentrácie je tak vysoký, hypoglykémie vyskytuje. Ostatné prohormóny ako proglukagón alebo proopiomelanokortín sú potom tiež zvýšené. Trvalé poruchy trávenia sú spôsobené nízkou úrovňou somastatínu, pretože prosomastatín sa už na somastatín nepremieňa. Teda pepsín, gastrína pankreatické enzýmy už nemožno inhibovať.
