Prohormón konvertáza

Prohormón konvertáza katalyzuje štiepenie nepotrebných zložiek proteohormónov a neuropeptidov. Zvyčajne sa prejaví okamžite po translácii zodpovedajúcich proteínov. Ochorenia súvisiace s prohormón konvertázou sa vyskytujú veľmi zriedka.

Čo je to Prohormone Convertase?

Prohormón konvertáza je serínová proteáza, ktorá prevádza práve vytvorené proteíny z ich pôvodnej formy rozdelením určitých proteínových zložiek na ich účinnú formu.

Prohormón konvertáza je serínová proteáza, ktorá prevádza práve vytvorené proteíny z ich pôvodnej formy rozdelením určitých proteínových zložiek na ich účinnú formu.

Keď sa spomína prohormón konvertáza, zvyčajne sa myslí proproteín konvertáza 1 (PC1). Konvertuje veľa proteohormónov a neuropeptidov z ich proformu na účinnú formu ako súčasť tzv. Posttranslačnej modifikácie. Príkladom toho je katalytická reakcia proinzulínu v inzulíne.

Okrem proinzulínu sa proproteín konvertáza 1 podieľa na modifikácii proopiomelanocortínu, prorenínu, prodynorfínu, proenkefalínu, oxytocínového neurofyzínu a prosomatostatínu. Ihneď po translácii (proteínová biosyntéza) sa tieto proteíny zmenili na skutočný účinný proteín rozdelením proteínových zložiek. V tomto procese sa peptidové väzby rozpadajú.

Pretože prohormón konvertáza je serínová proteáza, katalytickým centrom tohto enzýmu je takzvaná katalytická triáda katalytická triáda pozostáva z troch aminokyselín kyseliny asparágovej, histidínu a serínu. Ich aminokyselinové zvyšky sú navzájom spojené vodíkovými väzbami. Táto kombinácia im umožňuje katalyticky prerušiť peptidové väzby. Katalýza sa uskutočňuje prostredníctvom kovalentných medziproduktov, a preto sa označuje ako kovalentná katalýza.

Proproteín konvertáza 1 (PC1) pozostáva zo 643 aminokyselín. Vápnikový ión pôsobí ako kofaktor. Ďalšie prohormónové konvertázy sú okrem PC1 PC2 a PC3.

Funkcia a úloha

Funkcia prohormón konvertázy by sa mala najprv ilustrovať pomocou príkladu inzulínu. Počas translácie syntézy inzulínu sa vytvára preproinzulín pozostávajúci zo signálnej sekvencie, B reťazca, C peptidu a A reťazca. Celá molekula je tvorená 110 aminokyselinami. Po prenose do endoplazmatického retikula sa signálna sekvencia oddelí za vzniku proinzulínu, pričom medzi reťazcom A a reťazcom B sa tvoria disulfidové mostíky. Proinzulín teraz obsahuje 84 aminokyselín. Potom sa reťazec C odštiepi špeciálnymi peptidázami (prohormón konvertáza). Zostávajúce reťazce sú spojené iba disulfidovými mostíkmi. Reťazec A obsahuje 21 aminokyselín a 30 aminokyselín B reťazca. Teraz sa vytvoril inzulín, ktorý je stabilizovaný vo forme hexaméru zinočnatým iónom.

Proopmmelanokortín je ďalším možným substrátom prohormónovej konvertázy. Proopiomelanokortín sa vylučuje v adenohypofýze, hypotalame, placente alebo epiteli a je predchodcom niektorých dôležitých peptidových hormónov. Pomocou prohormón konvertázy sa môže rozdeliť na 10 rôznych hormónov. Patria sem adrenokortikotropín (ACTH), hormóny stimulujúce melanocyty, intermediárne peptidy podobné kortikotropínu (CLIP), gammalipotropín alebo betaendorfín.

Vytvorené hormóny sa syntetizujú posttranslačne z prohormónu. Opioidné peptidy enkefalín a dynorfín sú tiež tvorené konvertázami z proenkefalínu a prodyphominu. Fungujú ako látky na zmiernenie bolesti.

Ďalšou účinnou látkou je hormón podobný renínu, ktorý sa vyrába z prorenínu prostredníctvom konvertáz. Renín podporuje tvorbu vazopresínu rôznymi reakciami. Vasopresín je antidiuretický hormón. Hormón oxytocín je zase vždy produkovaný ako oxytocínový neurofyzín. Ten sa ukladá v zadnom laloku hypofýzy a podľa potreby sa rozštiepi na oxytocín a neurofyzín pomocou katalýzy s prohormónovou konvertázou.

Príčiny vzniku proforiem rôznych proteohormónov a neuropeptidov sú rôzne. Väčšinou je to preto, že ide o lacné formy skladovania a prepravy. Musia sa však zmeniť, aby boli účinné. Prohormóny všeobecne patria do skupiny prekurzorových proteínov, ktoré tiež obsahujú proenzýmy a štrukturálne proteíny prekurzorov. Všetky prekurzorové proteíny obsahujú ďalšie sekvencie, ktoré ovplyvňujú aktivitu proteínu takým spôsobom, že sa stáva neaktívnym. Toto sa deje vplyvom týchto sekvencií na konformáciu terciárnej štruktúry. Keď sa ďalšie sekvencie odštiepia, v molekule nastane náhla zmena konformácie. Celá molekula sa znova aktivuje.

Svoje lieky nájdete tu

➔ Lieky na oslabenie svalov

Choroby a choroby

Choroby súvisiace s prohormón konvertázou sú veľmi zriedkavé. Zvyčajne sa vyskytujú v prípade genetických defektov. Nie je známe, prečo sú poruchy také zriedkavé. Väčšina génových mutácií môže byť potom taká veľká, že sa nemôžu zmieriť so životom.

Je však známych niekoľko prípadov, keď sa zistila mutácia v géne PCSK1. Ochorenia sú spojené so závažnými metabolickými poruchami. Deficit prohormón konvertázy I bol opísaný iba u dvoch pacientov. Toto je 43-ročná žena a dievčatko. U oboch pacientov sa v detstve vyvinula extrémna obezita. Bola zaznamenaná aj závažná hypoglykémia a zvýšené hladiny prohormónu niektorých proteohormónov. Zároveň mali obaja pacienti absorpčné poruchy v črevách, ktoré boli sprevádzané ťažkou hnačkou. Žena tiež trpela hypogonadotropným hypogonadizmom bez menštruácie.

Rôzne príznaky sú výsledkom zlyhania pri produkcii účinných hormónov z proformy proteohormónov. Pri nízkej hladine inzulínu sa proinzulín výrazne zvyšuje. Je ťažké transformovať. Proinzulín však už znižuje hladinu cukru v krvi. Pretože je však taká vysoká koncentrácia, vedie k hypoglykémii. Potom sa tiež zvýšia ďalšie prohormóny, ako je proglukagón alebo proopiomelanokortín. Trvalé poruchy trávenia sú spôsobené nízkou hladinou somastatínu, pretože prosomastatín sa už prestavuje na somastatín. Pepsín, gastrín a pankreatické enzýmy teda už nemôžu byť inhibované.