Il Prohormone convertase catalizza la scissione di componenti non necessari di proteoormoni e neuropeptidi. Di solito ha effetto immediatamente dopo che le proteine corrispondenti sono state tradotte. Molto raramente sono state riscontrate malattie correlate alla proormone convertasi.
Cos'è Prohormone Convertase?
La proormone convertasi è una serina proteasi, che converte le proteine appena formate dalla loro forma originale scindendo alcuni componenti proteici nella loro forma efficace.
Quando si menziona il proormone convertasi, di solito si intende la proproteina convertasi 1 (PC1). Converte molti proteoormoni e neuropeptidi dal loro profilo nella forma efficace come parte della cosiddetta modifica post-traduzionale. Un esempio di ciò è la reazione catalitica della proinsulina nell'insulina.
Oltre alla proinsulina, la proproteina convertasi 1 partecipa alla modificazione di proopiomelanocortina, prorenina, prodinorfina, proencefalina, ossitocina, neurofisina e prosomatostatina. Immediatamente dopo la traduzione (biosintesi proteica), queste proteine vengono trasformate nella proteina effettiva effettiva scindendo i componenti proteici. Nel processo, i legami peptidici vengono rotti.
Poiché la proormone convertasi è una serina proteasi, il centro catalitico di questo enzima è la cosiddetta triade catalitica La triade catalitica è costituita dai tre aminoacidi acido aspartico, istidina e serina. I loro residui amminoacidici sono legati l'uno all'altro tramite legami idrogeno. Questa combinazione consente loro di rompere cataliticamente i legami peptidici. La catalisi avviene tramite intermedi covalenti ed è quindi indicata come catalisi covalente.
La proproteina convertasi 1 (PC1) è composta da 643 amminoacidi. Uno ione calcio funge da cofattore. Altre convertasi proormoniche sono PC2 e PC3 oltre a PC1.
Funzione e compito
La funzione del proormone convertasi dovrebbe essere prima illustrata usando l'esempio dell'insulina. Durante la traduzione della sintesi dell'insulina, viene prodotta la preproinsulina costituita da una sequenza di segnali, la catena B, un peptide C e una catena A. L'intera molecola è composta da 110 aminoacidi. Dopo il suo trasporto nel reticolo endoplasmatico, la sequenza del segnale viene scissa con la formazione di proinsulina, con ponti disolfuro che si formano tra la catena A e la catena B. La proinsulina ora contiene 84 aminoacidi. Quindi la catena C viene separata da speciali peptidasi (proormone convertasi). Le catene che rimangono sono collegate solo da ponti disolfuro. La catena A contiene 21 aminoacidi e la catena B 30 aminoacidi. Si è ora formata insulina, stabilizzata sotto forma di esamero da uno ione di zinco.
La proopiomelanocortina è un altro possibile substrato per la pro-ormone convertasi. La proopiomelanocortina è secreta nell'adenoipofisi, nell'ipotalamo, nella placenta o negli epiteli ed è il precursore di alcuni importanti ormoni peptidici. Può essere suddiviso in 10 diversi ormoni dalla proormone convertasi. Questi includono adrenocorticotropina (ACTH), ormoni stimolatori dei melanociti, peptidi intermedi corticotropina-simili (CLIP), gammalipotropina o betaendorfina.
Gli ormoni formati sono sintetizzati post-traduzionale dal proormone. I peptidi oppioidi encefalina e dinorfina sono anche formati da convertasi da proenkephalin e prodyphomin. Funzionano come analgesici naturali.
Un altro ingrediente attivo è la renina simile agli ormoni, prodotta dalla prorenina dalle convertasi. La renina promuove la formazione di vasopressina attraverso varie reazioni. La vasopressina è un ormone antidiuretico. L'ormone ossitocina, a sua volta, è sempre prodotto come ossitocina neurofisina. Questo viene immagazzinato nel lobo posteriore della ghiandola pituitaria e, se necessario, suddiviso in ossitocina e neurofisina mediante catalisi con proormone convertasi.
Le cause per la formazione di pro-forme di vari proteoormoni e neuropeptidi sono diverse. Principalmente è perché sono forme poco costose di stoccaggio e trasporto. Tuttavia, devono essere modificati per essere efficaci. I proormoni appartengono generalmente al gruppo delle proteine precursori, che contengono anche proenzimi e proteine strutturali precursori. Tutte le proteine precursori contengono sequenze aggiuntive che influenzano l'attività della proteina in modo tale da renderla inattiva. Ciò avviene per l'influenza di queste sequenze sulla conformazione della struttura terziaria. Quando le sequenze aggiuntive vengono eliminate, all'interno della molecola si verifica un improvviso cambiamento di conformazione. L'intera molecola viene nuovamente attivata.
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Le malattie correlate alla proormone convertasi sono molto rare. Di solito si verificano in caso di difetti genetici. Non si sa perché i disturbi siano così rari. La maggior parte delle mutazioni genetiche può quindi essere così grave da non poter essere riconciliata con la vita.
Tuttavia, sono noti alcuni casi in cui è stata trovata una mutazione nel gene PCSK1. Le malattie sono associate a gravi disturbi metabolici. Il deficit di proormone convertasi I è stato descritto solo in due pazienti. Questa è una donna di 43 anni e una bambina. Entrambi i pazienti hanno sviluppato un'obesità estrema durante l'infanzia. Sono stati anche osservati ipoglicemia grave e livelli elevati di proormoni di alcuni proteoormoni. Allo stesso tempo, entrambi i pazienti avevano disturbi di assorbimento nell'intestino, che erano accompagnati da grave diarrea. La donna soffriva anche di ipogonadismo ipogonadotropo senza mestruazioni.
I vari sintomi sono il risultato di una mancata produzione di ormoni efficaci dalle pro forme dei proteoormoni. La proinsulina aumenta notevolmente quando l'insulina è bassa. È difficile da trasformare. Tuttavia, la proinsulina abbassa già il livello di zucchero nel sangue. Tuttavia, poiché la concentrazione è così alta, porta all'ipoglicemia. Vengono quindi aumentati anche altri proormoni come il proglucagone o la proopiomelanocortina. I disturbi digestivi permanenti sono causati dal basso livello di somastatina, poiché la prosomastatina non viene più convertita in somastatina. Pertanto, la pepsina, la gastrina e gli enzimi pancreatici non possono più essere inibiti.
