Det Prohormon-konvertering katalyserer opdeling af unødvendige komponenter i proteohormoner og neuropeptider. Det træder normalt i kraft umiddelbart efter at de tilsvarende proteiner er blevet oversat. Prohormon-konverterasrelaterede sygdomme er fundet meget sjældent.
Hvad er Prohormone Convertase?
Prohormon convertase er en serinprotease, der konverterer netop dannede proteiner fra deres oprindelige form ved at opdele visse proteinkomponenter til deres effektive form.
Når man nævner prohormon-convertase, menes som regel protein-convertase 1 (PC1). Det konverterer mange proteohormoner og neuropeptider fra deres proform til den effektive form som en del af den såkaldte post-translationelle modifikation. Et eksempel på dette er den katalytiske reaktion af proinsulin i insulin.
Foruden proinsulin deltager proprotein-convertase 1 i modificeringen af proopiomelanocortin, prorenin, prodynorphin, proenkephalin, oxytocin neurophysin og prosomatostatin. Umiddelbart efter translation (proteinbiosyntese) ændres disse proteiner til det egentlige effektive protein ved opdeling af proteinkomponenter. I processen nedbrydes peptidbindinger.
Da prohormon-konvertasen er en serinprotease, er det katalytiske centrum af dette enzym den såkaldte katalytiske triade. Den katalytiske triade består af de tre aminosyrer asparaginsyre, histidin og serin. Deres aminosyrerester er bundet til hinanden via brintbindinger. Denne kombination gør det muligt for dem at katalytisk bryde peptidbindinger. Katalyse finder sted via kovalente mellemprodukter og kaldes derfor kovalent katalyse.
Proproteinkonverterase 1 (PC1) består af 643 aminosyrer. En calciumion fungerer som en kofaktor. Andre prohormon-konverteringer er PC2 og PC3 ud over PC1.
Funktion & opgave
Funktionen af prohormon-convertase skal først illustreres ved anvendelse af insulineksemplet. Under oversættelsen af insulinsyntese produceres præproinsulin, der består af en signalsekvens, B-kæden, et C-peptid og en A-kæde. Hele molekylet består af 110 aminosyrer. Efter transporten ind i det endoplasmatiske retikulum opdeles signalsekvensen med dannelse af proinsulin, idet disulfidbroer dannes mellem A-kæden og B-kæden. Proinsulin indeholder nu 84 aminosyrer. Derefter deles C-kæden af med specielle peptidaser (prohormon-convertase). De resterende kæder er kun forbundet med disulfidbroer. A-kæden indeholder 21 aminosyrer og B-kæden 30 aminosyrer. Der er nu dannet insulin, som er stabiliseret i form af en hexamer med en zinkion.
Proopiomelanocortin er et andet muligt underlag til prohormon-convertase. Proopiomelanocortin udskilles i adenohypophysis, hypothalamus, placenta eller epithelia og er forløberen for nogle vigtige peptidhormoner. Det kan opdeles i 10 forskellige hormoner af prohormon convertase. Disse inkluderer adrenocorticotropin (ACTH), melanocytstimulerende hormoner, corticotropinlignende mellemliggende peptider (CLIP), gammalipotropin eller betaendorphin.
De dannede hormoner syntetiseres post-translationelt fra prohormonen. Opioidpeptiderne enkephalin og dynorphin dannes også ved konveraser fra proenkephalin og prodyphomin. De fungerer som naturlige smertestillende.
En anden aktiv ingrediens er det hormonlignende renin, der fremstilles af prorenin ved hjælp af konvertering. Renin fremmer dannelsen af vasopressin gennem forskellige reaktioner. Vasopressin er et antidiuretisk hormon. Hormonet oxytocin produceres på sin side altid som oxytocin neurophysin. Dette opbevares i den bageste del af hypofysen og opdeles om nødvendigt i oxytocin og neurophysin under anvendelse af katalyse med prohormon-convertase.
Årsagerne til dannelse af pro-former af forskellige proteohormoner og neuropeptider er forskellige. Det skyldes hovedsageligt, at det er billige former for opbevaring og transport. De skal dog ændres for at være effektive. Prohormonerne hører generelt til gruppen af forstadieproteiner, der også indeholder proenzymer og forstadie-strukturelle proteiner. Alle forstadieproteiner indeholder yderligere sekvenser, der påvirker proteinets aktivitet på en sådan måde, at det bliver inaktivt. Dette sker gennem indflydelsen af disse sekvenser på konformationen af den tertiære struktur. Når de yderligere sekvenser spaltes, sker der en pludselig ændring i konformation inden i molekylet. Hele molekylet aktiveres igen.
Du kan finde din medicin her
➔ Medicin mod muskelsvaghedSygdomme og lidelser
Prohormon-convertase-relaterede sygdomme er meget sjældne. De forekommer normalt i tilfælde af genetiske defekter. Det vides ikke, hvorfor sygdommene er så sjældne. De fleste genmutationer kan derefter være så alvorlige, at de ikke kan forenes med livet.
Dog er der kendt nogle få tilfælde, hvor der er fundet en mutation i PCSK1-genet. Sygdommene er forbundet med alvorlige metaboliske lidelser. Prohormon-convertase I-mangel er beskrevet hos to patienter alene. Dette er en 43 år gammel kvinde og en lille pige. Begge patienter udviklede ekstrem fedme i barndommen. Alvorlig hypoglykæmi og forhøjede prohormonniveauer af nogle proteohormoner blev også bemærket. På samme tid havde begge patienter absorptionsforstyrrelser i tarmen, som var ledsaget af svær diarré. Kvinden led også af hypogonadotropisk hypogonadisme uden menstruation.
De forskellige symptomer er resultatet af en manglende produktion af effektive hormoner fra proformerne af proteohormoner. Proinsulin øges meget, når insulin er lav. Det er vanskeligt at transformere. Imidlertid sænker proinsulin allerede sukkerniveauet i blodet. Fordi koncentrationen er så høj, fører det imidlertid til hypoglykæmi. Andre prohormoner såsom proglucagon eller proopiomelanocortin øges derefter også. De permanente fordøjelsesforstyrrelser er forårsaget af det lave somastatin-niveau, da prosomastatin ikke længere omdannes til somastatin. Således kan pepsin, gastrin og bugspytkirtlenzymerne ikke længere hæmmes.
