Прохормоновата конвертаза катализира разцепването на ненужни компоненти на протеогормони и невропептиди. В повечето случаи става активен веднага след превод на съответния протеини. Много рядко са открити заболявания, свързани с прохормона конвертаза.
Какво представлява прохормона конвертаза?
Прохормона конвертаза е серинова протеаза, която преобразува току-що образувала се протеини от първоначалната им форма до ефективната им форма чрез отделяне на определени протеинови компоненти. Прохормона конвертаза е серинова протеаза, която преобразува току-що образувала се протеини от първоначалната им форма до ефективната им форма чрез разцепване на определени протеинови компоненти. Когато се споменава прохормона конвертаза, обикновено се има предвид пропротеин конвертаза 1 (PC1). Той превръща много протеохормони и невропептиди от тяхната проформа в активна форма в хода на така наречената посттранслационна модификация. Пример за това е каталитичната реакция на проинсулин в инсулин. В допълнение към проинсулин, пропротеин конвертаза 1 участва в модификацията на проопиомеланокортин, проренин, продинорфин, проенкефалин, окситоцин неврофизин и просоматостатин. Тези протеини се модифицират веднага след транслация (биосинтеза на протеини) чрез разцепване на протеиновите компоненти в действителния ефективен протеин. В процеса пептидните връзки се разцепват. Тъй като прохормоновата конвертаза е серинова протеаза, каталитичният център на този ензим представлява така наречената каталитична триада. Каталитичната триада се състои от трите аминокиселини аспарагинова киселина, хистидин и серин. Техните аминокиселинни остатъци са свързани помежду си с водород свързване. Тази комбинация им позволява да каталитично разтварят пептидни връзки. Катализата протича чрез ковалентни междинни продукти и следователно се нарича ковалентна катализа. Пропротеин конвертаза 1 (PC1) се състои от 643 аминокиселини. А калций йонът действа като кофактор. Други прохормонови конвертази освен PC1 са PC2 и PC3.
Функция и роля
Функцията на прохормона конвертаза първо ще бъде илюстрирана с помощта инсулин като пример. По време на инсулин синтез, по време на транслацията се образува препроинсулин, състоящ се от сигнална последователност, В верига, С пептид и А верига. Цялата молекула се състои от 110 аминокиселини. След транспортирането му в ендоплазмения ретикулум, сигналната последователност се разцепва до образуването на проинсулин с дисулфид мостове образуващи се между веригата А и веригата В. Проинсулинът сега съдържа 84 амино киселини. След това веригата С се отделя от специални пептидази (прохормон конвертаза). Останалите вериги са свързани само чрез дисулфид мостове. Веригата А съдържа 21 амино киселини а В веригата 30 аминокиселини. Сега се е образувал инсулин, който се стабилизира под формата на хексамер от a цинк йон. Друг субстрат за прохормона конвертаза е проопиомеланокортинът. Проопиомеланокортин се секретира в аденохипофизата, хипоталамус, плацента или епител и е молекула-предшественик на няколко важни пептида хормони. Може да се разцепи от прохормона конвертаза в 10 различни хормони по специфичен за тъканите начин. Те включват адренокортикотропин (ACTH), стимулиращ меланоцитите хормони, подобен на кортикотропин междинен пептид (CLIP), гамалипотропин или бетаендорфин. Образуваните хормони се синтезират след транслацията от прохормона. Опиоидните пептиди енкефалин и динорфин също се образуват от конвертази от проенкефалин и продифомин. Те действат като естествени аналгетици. Друга активна съставка е хормоноподобната ренин, който се произвежда от конвертази от проренин. ренин насърчава образуването на вазопресин чрез различни реакции. Вазопресин е антидиуретичен хормон. Хормонът окситоцинот своя страна винаги се произвежда като окситоцин неврофизин. Това се съхранява в задния лоб на хипофизната жлеза и е разцепена в окситоцин и неврофизин, ако е необходимо, с помощта на катализа с прохормон конвертаза. Причините за образуването на проформи на различни протеогормони и невропептиди са многобройни. Най-вече това е така, защото те са благоприятни форми за съхранение и транспорт. Те обаче трябва да бъдат модифицирани за тяхната ефективност. Прохормоните обикновено принадлежат към групата на предшествениците протеини, които все още съдържат проензими и структурни протеини на прекурсори. Всички протеини-прекурсори съдържат допълнителни последователности, които влияят върху активността на протеина по такъв начин, че той става неактивен.Това се случва поради влиянието на тези последователности върху конформацията на третичната структура. Когато допълнителните последователности се отцепят, в молекулата настъпва внезапна конформационна промяна. В процеса цялата молекула се активира отново.
Болести и разстройства
Болестите, свързани с прохормона конвертаза, са много редки. Те обикновено се появяват при генетични дефекти. Защо разстройствата са толкова редки, не е известно. Възможно е повечето от ген тогава мутациите са толкова тежки, че съвместимостта с живота не е възможна. Известни са обаче няколко случая, при които е открита мутация на PCSK1 ген. Нарушенията са свързани с тежки метаболитни нарушения. Дефицит на прохормона конвертаза I е описан само при двама пациенти. Това са 43-годишна жена и малко момиченце. Във всеки случай, крайност затлъстяване разработен през детство и при двамата пациенти. Тежка хипогликемия и повишени нива на прохормони на някои протеогормони също бяха отбелязани. В същото време и двамата пациенти са имали чревни абсорбция нарушения, придружени от тежки диария. Жената страда и от хипогонадотропен хипогонадизъм с отсъстващ менструация. Различните симптоми са резултат от неуспеха да се произвеждат ефективни хормони от проформите на протеохормоните. Проинсулинът е силно повишен при нисък инсулин. Може да се преобразува само с трудност. Проинсулинът обаче вече понижава захар ниво в кръв. Въпреки това, тъй като концентрация е толкова високо, хипогликемия настъпва. Тогава други прохормони като проглюкагон или проопиомеланокортин също са повишени. Постоянните храносмилателни смущения са причинени от ниското ниво на сомастатин, тъй като просомастатинът вече не се превръща в сомастатин. Поради това, пепсин, гастрин, и ензими на панкреаса вече не може да бъде инхибирано.
