Prohormono konvertazė katalizuoja nereikalingų proteohormonų ir neuropeptidų komponentų skilimą. Daugeliu atvejų jis tampa aktyvus iškart po to, kai išverčiamas atitinkamas baltymai. Su prohormono konvertaze susijusios ligos buvo nustatytos labai retai.
Kas yra prohormono konvertazė?
Prohormono konvertazė yra serino proteazė, kuri paverčia ką tik susidariusią baltymai nuo pradinės formos iki veiksmingos formos, atskirdami tam tikrus baltymų komponentus. Prohormono konvertazė yra serino proteazė, kuri paverčia ką tik susidariusią baltymai nuo pradinės formos iki veiksmingos formos, skaidant tam tikrus baltymų komponentus. Minint prohormono konvertazę, paprastai turima omenyje proproteino konvertazė 1 (PC1). Tai paverčia daugelį proteohormonų ir neuropeptidų iš jų formos į aktyvią formą vadinamosios posttransliacijos modifikacijos metu. To pavyzdys yra katalizinė proinsulino reakcija į insulinas. Be proinsulino, proproteino konvertazė 1 dalyvauja modifikuojant proopiomelanokortiną, proreniną, prodinorfiną, proenkefaliną, oksitocinas neurofizinas ir prosomatostatinas. Šie baltymai modifikuojami iškart po transliacijos (baltymų biosintezės), skaidant baltymų komponentus į tikrąjį efektyvų baltymą. Proceso metu peptidiniai ryšiai yra suskaidomi. Kadangi prohormono konvertazė yra serino proteazė, šio fermento katalizinis centras reiškia vadinamąją katalizinę triję. Katalizinė triada susideda iš trijų amino rūgštys asparto rūgštis, histidinas ir serinas. Jų aminorūgščių liekanas jungia vandenilis klijavimas. Šis derinys leidžia kataliziškai ištirpinti peptidinius ryšius. Katalizė vyksta per kovalentinius tarpinius produktus, todėl vadinama kovalentine katalize. 1 baltymų konvertazę (PC1) sudaro 643 amino rūgštys. kalcis jonas veikia kaip kofaktorius. Kitos prohormonų konverazės, išskyrus PC1, yra PC2 ir PC3.
Funkcija ir vaidmuo
Pirmiausia bus iliustruojama prohormono konvertazės funkcija insulinas pavyzdžiui. Per insulinas sintezės metu, transliacijos metu susidaro preproinsulinas, susidedantis iš signalo sekos, B grandinės, C peptido ir A grandinės. Visa molekulė susideda iš 110 amino rūgštys. Po jo pernešimo į endoplazminį tinklą, signalo seka yra suskaidoma, kad susidarytų proinsulinas su disulfidu. tiltai formuojantis tarp A grandinės ir B grandinės. Dabar Proinsulin yra 84 amino grupės rūgštys. Tada C grandinę atskaldo specialios peptidazės (prohormono konvertazė). Likusias grandines jungia tik disulfidas tiltai. A grandinėje yra 21 amino grupė rūgštys ir B grandinės 30 aminorūgščių. Dabar susidarė insulinas, kurį heksamero pavidalu stabilizuoja a cinkas jonų. Kitas prohormono konvertazės substratas yra proopiomelanokortinas. Proopiomelanokortinas išsiskiria adenohipofizėje, pagumburis, placenta arba epitelija ir yra kelių svarbių peptidų pirmtako molekulė hormonai. Prohormono konvertazė gali jį suskaidyti į 10 skirtingų hormonai audinių specifiniu būdu. Tai apima adrenokortikotropiną (AKTH), stimuliuojantys melanocitus hormonai, į kortikotropiną panašus tarpinis peptidas (CLIP), gammalipotropinas arba betaendorfinas. Susidarę hormonai yra susintetinami iš prohormono po transliacijos. Opioidiniai peptidai enkefalinas ir dinorfinas taip pat susidaro konvertazių būdu iš proenkefalino ir prodifomino. Jie veikia kaip natūralūs analgetikai. Kita veiklioji medžiaga yra panaši į hormonus reninas, kurį gamina konvertazės iš prorenino. Reninas skatina vazopresino susidarymą įvairiomis reakcijomis. Vasopresinas yra antidiuretinis hormonas. Hormonas oksitocinas, savo ruožtu, visada gaminamas kaip oksitocino neurofizinas. Tai saugoma užpakalinėje skiltyje hipofizio liauka ir yra skilęs į oksitocinas ir neurofizino, jei reikia, naudojant katalizę su prohormono konvertaze. Įvairių proteohormonų ir neuropeptidų formų susidarymo priežastys yra įvairios. Dažniausiai taip yra todėl, kad jie yra palankios sandėliavimo ir transportavimo formos. Tačiau dėl veiksmingumo juos reikia modifikuoti. Prohormonai paprastai priklauso pirmtakų baltymų grupei, kuriuose vis dar yra fermentų ir pirmtakinių struktūrinių baltymų. Visuose pirmtakų baltymuose yra papildomų sekų, kurios daro įtaką baltymo aktyvumui taip, kad jis tampa neaktyvus. Taip nutinka dėl šių sekų įtakos tretinės struktūros konformacijai. Atskyrus papildomas sekas, molekulėje įvyksta staigus konformacinis pokytis. Proceso metu visa molekulė vėl aktyvuojama.
Ligos ir sutrikimai
Su prohormono konvertaze susijusios ligos yra labai retos. Paprastai jie atsiranda dėl genetinių defektų. Kodėl sutrikimai yra tokie reti, nežinoma. Gali būti, kad dauguma genas tada mutacijos yra tokios stiprios, kad suderinamumas su gyvenimu nėra įmanomas. Tačiau yra žinomi keli atvejai, kai mutacija buvo nustatyta PCSK1 genas. Šie sutrikimai yra susiję su sunkiais medžiagų apykaitos sutrikimais. Prohormono konvertazės I trūkumas aprašytas tik dviem pacientams. Tai 43 metų moteris ir maža mergaitė. Kiekvienu atveju kraštutinė nutukimas sukurta vaikystė abiem pacientams. Sunkus hipoglikemija taip pat buvo pastebėtas kai kurių proteohormonų padidėjęs prohormono lygis. Tuo pačiu metu abu pacientai turėjo žarnyną absorbcija sutrikimai, lydimi sunkių viduriavimas. Moteris taip pat sirgo hipogonadotropiniu hipogonadizmu, jo nebuvo mėnesinės. Įvairūs simptomai atsiranda dėl to, kad nepavyksta pagaminti veiksmingų hormonų iš proteohormonų formų. Proinsulinas yra labai padidėjęs vartojant mažai insulino. Jis gali būti paverstas tik sunkiai. Tačiau proinsulinas jau sumažina cukrus lygis kraujas. Tačiau todėl, kad koncentracija yra toks aukštas, hipoglikemija atsiranda. Tada padidėja ir kiti prohormonai, tokie kaip proglukagonas ar proopiomelanokortinas. Nuolatinius virškinimo sutrikimus sukelia žemas somastatino kiekis, nes prosomastatinas nebevirsta somastatinu. Taigi, pepsinas, gastrinasir kasos fermentai nebegali būti slopinamas.
