Prohormonová konvertáza

Prohormonová konvertáza katalyzuje štěpení zbytečných složek proteohormonů a neuropeptidů. Obvykle se projeví okamžitě po translaci odpovídajících proteinů. Nemoci související s prohormon konvertázou byly zjištěny velmi zřídka.

Co je Prohormone Convertase?

Prohormonová konvertáza je serinová proteáza, která převádí právě vytvořené proteiny z jejich původní formy rozdělením určitých proteinových složek na jejich účinnou formu.

Prohormonová konvertáza je serinová proteáza, která převádí právě vytvořené proteiny z jejich původní formy rozdělením určitých proteinových složek na jejich účinnou formu.

Když se zmiňuje prohormonová konvertáza, je obvykle míněna proprotein konvertáza 1 (PC1). Převádí mnoho proteohormonů a neuropeptidů ze svého proformu na účinnou formu jako součást tzv. Posttranslační modifikace. Příkladem toho je katalytická reakce proinzulinu v inzulínu.

Kromě proinzulinu se proprotein konvertáza 1 účastní modifikace proopiomelanocortinu, proreninu, prodynorfinu, proenkefalinu, oxytocinového neurofysinu a prosomatostatinu. Ihned po translaci (biosyntéza proteinu) se tyto proteiny změní na skutečný účinný protein rozdělením proteinových složek. V tomto procesu se peptidové vazby štěpí.

Protože prohormon konvertáza je serinová proteáza, katalytickým centrem tohoto enzymu je takzvaná katalytická triáda katalytická triáda sestává ze tří aminokyselin kyseliny asparagové, histidinu a serinu. Jejich aminokyselinové zbytky jsou navzájem spojeny vodíkovými vazbami. Tato kombinace jim umožňuje katalyticky přerušit peptidové vazby. Katalýza se provádí prostřednictvím kovalentních meziproduktů, a proto se označuje jako kovalentní katalýza.

Proprotein konvertáza 1 (PC1) sestává ze 643 aminokyselin. Vápníkový ion působí jako kofaktor. Dalšími prohormonovými konvertasami jsou PC2 a PC3 kromě PC1.

Funkce a úkol

Funkce prohormon konvertázy by měla být nejprve ilustrována na příkladu inzulínu. Během translace syntézy inzulínu se vytvoří preproinzulin sestávající ze signální sekvence, řetězce B, peptidu C a řetězce A. Celá molekula je tvořena 110 aminokyselinami. Po transportu do endoplazmatického retikula se signální sekvence odštěpí za vzniku proinzulinu, přičemž mezi řetězcem A a řetězcem B se vytvoří disulfidové můstky. Proinzulin nyní obsahuje 84 aminokyselin. Pak se řetězec C odštěpuje speciálními peptidázami (prohormonová konvertáza). Zbytky řetězců jsou spojeny pouze disulfidovými můstky. A řetězec obsahuje 21 aminokyselin a B řetězec 30 aminokyselin. Nyní se vytvořil inzulín, který je stabilizován ve formě hexameru zinkovým iontem.

Proopmmelanocortin je dalším možným substrátem proformon konvertázy. Proopiomelanocortin se vylučuje v adenohypofýze, hypotalamu, placentě nebo epitelu a je předchůdcem některých důležitých peptidových hormonů. Pomocí prohormon konvertázy může být rozdělena na 10 různých hormonů. Mezi ně patří adrenokortikotropin (ACTH), hormony stimulující melanocyty, intermediární peptidy podobné kortikotropinu (CLIP), gammalipotropin nebo betaendorfin.

Vytvořené hormony jsou syntetizovány posttranslačně z prohormonu. Opioidní peptidy enkefalin a dynorfin jsou také tvořeny konvertázami z proenkefalinu a prodyphominu. Fungují jako přírodní látky proti bolesti.

Další účinnou látkou je hormon-podobný renin, který je produkován z proreninu konvertázami. Renin podporuje tvorbu vasopresinu různými reakcemi. Vasopressin je antidiuretický hormon. Hormon oxytocin je zase produkován jako oxytocin neurofysin. To je uloženo v zadním laloku hypofýzy a v případě potřeby je rozděleno na oxytocin a neurofyzin pomocí katalýzy s prohormonovou konvertasou.

Příčiny vzniku proforem různých proteohormonů a neuropeptidů jsou různé. Většinou je to proto, že se jedná o levné formy skladování a přepravy. Aby však byly účinné, musí být změněny. Prohormony obecně patří do skupiny prekurzorových proteinů, které také obsahují proenzymy a strukturní proteiny prekurzorů. Všechny prekurzorové proteiny obsahují další sekvence, které ovlivňují aktivitu proteinu tak, že se stává neaktivní. To se děje vlivem těchto sekvencí na konformaci terciární struktury. Když jsou další sekvence odštěpeny, dojde v molekule k náhlé změně konformace. Celá molekula je znovu aktivována.

Zde najdete své léky

➔ Léky na svalovou slabost

Nemoci a nemoci

Onemocnění související s prohormonovou konvertázou jsou velmi vzácná. Obvykle se vyskytují v případě genetických defektů. Není známo, proč jsou poruchy tak vzácné. Většina genových mutací pak může být tak závažná, že je nelze sladit se životem.

Je však známo několik případů, kdy byla nalezena mutace v genu PCSK1. Tato onemocnění jsou spojena se závažnými metabolickými poruchami. Deficit prohormon konvertázy I byl popsán pouze u dvou pacientů. Toto je 43 letá žena a holčička. U obou pacientů se v dětství vyvinula extrémní obezita. Byla také zaznamenána závažná hypoglykémie a zvýšené hladiny prohormonu některých proteohormonů. Současně měli oba pacienti absorpční poruchy ve střevech, které byly doprovázeny těžkým průjmem. Žena také trpěla hypogonadotropním hypogonadismem bez menstruace.

Různé příznaky jsou důsledkem selhání produkce účinných hormonů z proformy proteohormonů. Proinzulin je výrazně zvýšen, když je inzulín nízký. Je obtížné transformovat. Proinzulin však již snižuje hladinu cukru v krvi. Protože je však koncentrace tak vysoká, vede k hypoglykémii. Ostatní prohormony, jako je proglukagon nebo proopiomelanocortin, jsou také zvýšeny. Trvalé poruchy trávení jsou způsobeny nízkou hladinou somastatinu, protože prosomastatin již není přeměněn na somastatin. Pepsin, gastrin a pankreatické enzymy tedy již nemohou být inhibovány.