Prohormone convertase xúc tác sự phân cắt các thành phần không cần thiết của proteohormone và neuropeptide. Trong hầu hết các trường hợp, nó sẽ hoạt động ngay sau khi dịch từ protein. Các bệnh liên quan đến chuyển đổi prohormone rất hiếm khi được tìm thấy.
Prohormone convertase là gì?
Prohormone convertase là một protease serine chuyển đổi vừa mới hình thành protein từ dạng ban đầu sang dạng hữu hiệu bằng cách phân cắt các thành phần protein nhất định. Prohormone convertase là một protease serine chuyển đổi vừa mới hình thành protein từ dạng ban đầu sang dạng hữu hiệu bằng cách phân cắt các thành phần protein nhất định. Khi đề cập đến prohormone convertase, thường có nghĩa là proprotein convertase 1 (PC1). Nó chuyển đổi nhiều proteohormone và neuropeptide từ proform của chúng thành dạng hoạt động trong quá trình được gọi là sửa đổi sau chuyển hóa. Một ví dụ về điều này là phản ứng xúc tác của proinsulin thành insulin. Ngoài proinsulin, proprotein convertase 1 tham gia vào quá trình sửa đổi proopiomelanocortin, prorenin, prodynorphin, proenkephalin, oxytocin neurophysin và prosomatostatin. Các protein này được biến đổi ngay sau quá trình dịch mã (sinh tổng hợp protein) bằng cách phân cắt các thành phần protein thành protein hiệu quả thực tế. Trong quá trình này, các liên kết peptit bị phân cắt. Vì prohormone convertase là một protease serine, nên trung tâm xúc tác của enzyme này đại diện cho cái gọi là bộ ba xúc tác. Bộ ba xúc tác bao gồm ba amino axit axit aspartic, histidine và serine. Các gốc axit amin của chúng được liên kết với nhau bằng cách khinh khí sự liên kết. Sự kết hợp này giúp chúng có thể xúc tác phân giải các liên kết peptit. Quá trình xúc tác diễn ra thông qua chất trung gian cộng hóa trị và do đó được gọi là quá trình xúc tác cộng hóa trị. Proprotein convertase 1 (PC1) bao gồm 643 amino axit. Một canxi ion hoạt động như một đồng yếu tố. Các chuyển đổi prohormone khác ngoài PC1 là PC2 và PC3.
Chức năng và vai trò
Chức năng của prohormone convertase trước tiên sẽ được minh họa bằng cách sử dụng insulin như một ví dụ. Suốt trong insulin tổng hợp, một preproinsulin bao gồm một chuỗi tín hiệu, chuỗi B, một peptit C và chuỗi A được hình thành trong quá trình dịch mã. Toàn bộ phân tử được cấu tạo bởi 110 amino axit. Sau khi vận chuyển vào lưới nội chất, chuỗi tín hiệu bị phân cắt để tạo thành proinsulin, với disulfide cầu hình thành giữa chuỗi A và chuỗi B. Proinsulin bây giờ chứa 84 amino axit. Chuỗi C sau đó bị phân cắt bởi các peptidase đặc biệt (prohormone convertase). Các chuỗi còn lại chỉ được kết nối bằng disulfide cầu. Chuỗi A chứa 21 amin axit và chuỗi B 30 axit amin. Insulin hiện đã được hình thành, được ổn định ở dạng hexamer bởi kẽm ion. Một chất nền khác cho prohormone convertase là proopiomelanocortin. Proopiomelanocortin được tiết ra trong chứng loạn sinh tuyến, vùng dưới đồi, nhau thai hoặc biểu mô và là phân tử tiền thân của một số peptit quan trọng kích thích tố. Nó có thể được phân cắt bởi prohormone convertase thành 10 loại khác nhau kích thích tố theo cách cụ thể của mô. Chúng bao gồm adrenocorticotropin (ACTH), kích thích tế bào hắc tố kích thích tố, peptit trung gian giống corticotropin (CLIP), gammalipotropin hoặc betaendorphin. Các hormone được hình thành được tổng hợp sau dịch mã từ prohormone. Các peptit opioid enkephalin và dynorphin cũng được hình thành bởi các convertase từ proenkephalin và prodyphomin. Chúng hoạt động như thuốc giảm đau tự nhiên. Một thành phần hoạt tính khác là hormone giống như renin, được tạo ra bởi các chuyển đổi từ prorenin. Renin thúc đẩy sự hình thành vasopressin thông qua các phản ứng khác nhau. Vasopressin là một loại hormone chống bài niệu. Nội tiết tố oxytocinđến lượt nó, luôn được sản xuất dưới dạng oxytocin neurophysin. Nó được lưu trữ trong thùy sau của tuyến yên và được phân thành oxytocin và neurophysin khi cần thiết với sự trợ giúp của xúc tác với prohormone convertase. Nguyên nhân hình thành các proform của nhiều proteohormone và neuropeptide khác nhau rất đa dạng. Phần lớn, đó là vì chúng là các hình thức bảo quản và vận chuyển thuận lợi. Tuy nhiên, chúng cần được sửa đổi để có hiệu quả. Prohormone nói chung thuộc nhóm protein tiền thân, chúng vẫn chứa proenzyme và protein cấu trúc tiền thân. Tất cả các protein tiền thân đều chứa các trình tự bổ sung ảnh hưởng đến hoạt động của protein theo cách mà nó trở nên không hoạt động. Điều này xảy ra do ảnh hưởng của các trình tự này đến hình dạng của cấu trúc bậc ba. Khi các trình tự bổ sung bị tách ra, một sự thay đổi cấu trúc đột ngột xảy ra trong phân tử. Trong quá trình này, toàn bộ phân tử được kích hoạt lại.
Bệnh tật và rối loạn
Các bệnh liên quan đến chuyển đổi prohormone là rất hiếm. Chúng thường xảy ra trong các khuyết tật di truyền. Tại sao các rối loạn này rất hiếm vẫn chưa được biết đến. Có thể là hầu hết các gen đột biến sau đó nghiêm trọng đến mức không thể tương thích với sự sống. Tuy nhiên, một số trường hợp được biết đến trong đó một đột biến đã được tìm thấy trên PCSK1 gen. Các rối loạn liên quan đến rối loạn chuyển hóa nghiêm trọng. Sự thiếu hụt prohormone convertase I đã được mô tả ở riêng hai bệnh nhân. Đây là một phụ nữ 43 tuổi và một bé gái. Trong mỗi trường hợp, cực béo phì phát triển trong thời thơ ấu ở cả hai bệnh nhân. Dữ dội hạ đường huyết và mức prohormone tăng cao của một số proteohormone cũng được ghi nhận. Đồng thời, cả hai bệnh nhân đều bị ruột hấp thụ rối loạn kèm theo nghiêm trọng tiêu chảy. Người phụ nữ cũng bị thiểu năng sinh dục do vắng mặt kinh nguyệt. Các triệu chứng khác nhau là kết quả của việc không sản xuất ra các hormone hiệu quả từ các proform của proteohormone. Proinsulin tăng cao khi insulin thấp. Nó chỉ có thể được chuyển đổi khi gặp khó khăn. Tuy nhiên, proinsulin đã làm giảm đường mức độ trong máu. Tuy nhiên, vì tập trung quá cao, hạ đường huyết xảy ra. Các prohormone khác như proglucagon hoặc proopiomelanocortin sau đó cũng tăng cao. Rối loạn tiêu hóa vĩnh viễn là do mức somastatin thấp, vì prosomastatin không còn được chuyển thành somastatin. Vì vậy, vị dịch tố, gastrinvà men tụy không còn có thể bị ức chế.