Proopiomelanocortina
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| Identificadores | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alias | POMC , POC, proopiomelanocortina, OBAIRH, LPH, CLIP, ACTH, NPP, MSH | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identificaciones externas | OMIM : 176830; MGI : 97742; HomoloGene : 723; Tarjetas genéticas : POMC; OMA :POMC - ortólogos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Wikidatos | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Neuropéptido opioide | |||||||||
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| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Neuropéptido Op | ||||||||
| Pfam | PF08035 | ||||||||
| Interprofesional | IPR013532 | ||||||||
| PROSITIO | PDOC00964 | ||||||||
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La proopiomelanocortina ( POMC ) es un polipéptido precursor con 241 residuos de aminoácidos . La POMC se sintetiza en los corticotropos de la hipófisis anterior a partir del precursor polipeptídico de 267 aminoácidos de longitud pre-pro-opiomelanocortina ( pre-POMC ), mediante la eliminación de una secuencia de péptido señal de 26 aminoácidos de longitud durante la traducción . [5] La POMC es parte del sistema central de melanocortina .
Función
La POMC se corta (se divide) para dar lugar a múltiples hormonas peptídicas . Cada uno de estos péptidos se empaqueta en vesículas grandes de núcleo denso que se liberan de las células por exocitosis en respuesta a la estimulación adecuada: [ cita requerida ]
- La α-MSH producida por las neuronas del núcleo ventromedial tiene funciones importantes en la regulación del apetito ( la estimulación de las neuronas POMC produce saciedad [6] ) y el comportamiento sexual , mientras que la α-MSH secretada por el lóbulo intermedio de la pituitaria regula el movimiento de la melanina producida por los melanocitos de la piel.
- La ACTH es una hormona peptídica que regula la secreción de glucocorticoides principalmente de las células de la zona fasciculada de la corteza suprarrenal . La ACTH también puede regular la secreción de gonadocorticoides de las células de la zona reticular, ya que estas también expresan receptores de ACTH.
- La β-endorfina y la [Met]encefalina son péptidos opioides endógenos con acciones generalizadas en el cerebro.
Síntesis
El gen POMC se encuentra en el cromosoma 2p23.3. El gen POMC se expresa tanto en el lóbulo anterior como en el intermedio de la glándula pituitaria. Este gen codifica un precursor de hormona polipeptídica de 285 aminoácidos que sufre un procesamiento postraduccional extenso y específico del tejido mediante escisión por enzimas similares a la subtilisina conocidas como convertasas prohormonales . La proteína codificada se sintetiza principalmente en las células corticotropas de la pituitaria anterior , donde se utilizan cuatro sitios de escisión; la adrenocorticotropina (ACTH), esencial para la esteroidogénesis normal y el mantenimiento del peso suprarrenal normal, y la β-lipotropina son los principales productos finales. Sin embargo, hay al menos ocho sitios de escisión potenciales dentro del precursor polipeptídico y, dependiendo del tipo de tejido y de las convertasas disponibles, el procesamiento puede producir hasta diez péptidos biológicamente activos involucrados en diversas funciones celulares. Los sitios de escisión consisten en las secuencias Arg-Lys, Lys-Arg o Lys-Lys. Las enzimas responsables del procesamiento de los péptidos POMC incluyen la prohormona convertasa 1 (PC1), la prohormona convertasa 2 (PC2), la carboxipeptidasa E (CPE), la peptidil α-amidante monooxigenasa (PAM), la N -acetiltransferasa (N-AT) y la prolilcarboxipeptidasa (PRCP). [ cita requerida ]
El procesamiento de POMC implica glicosilaciones, acetilaciones y una extensa escisión proteolítica en sitios que contienen regiones de secuencias proteicas básicas. Sin embargo, las proteasas que reconocen estos sitios de escisión son específicas de cada tejido. En algunos tejidos, incluidos el hipotálamo , la placenta y el epitelio , se pueden utilizar todos los sitios de escisión, lo que da lugar a péptidos con funciones en la homeostasis del dolor y la energía , la estimulación de los melanocitos y la modulación inmunitaria. Estos incluyen varias melanotropinas , lipotropinas y endorfinas distintas que están contenidas dentro de los péptidos adrenocorticotropina y β-lipotropina. [ cita requerida ]
Se sintetiza por:
- Células corticotropas de la glándula pituitaria anterior
- Células melanotropas del lóbulo intermedio de la glándula pituitaria
- Neuronas en el núcleo arqueado del hipotálamo [7]
- Poblaciones más pequeñas de neuronas en el hipotálamo dorsomedial y el tronco encefálico
- Melanocitos en la piel [ cita requerida ]
Regulación por el fotoperiodo
Los niveles de proopiomelanocortina ( pomc ) están regulados indirectamente en algunos animales por el fotoperiodo . Se refiere a las horas de luz durante un día y cambia a lo largo de las estaciones. Su regulación depende de la vía de las hormonas tiroideas que está regulada directamente por el fotoperiodo. Un ejemplo son los hámsteres siberianos que experimentan cambios estacionales fisiológicos dependientes del fotoperiodo. Durante la primavera en esta especie, cuando hay más de 13 horas de luz al día, la yodotironina desyodasa 2 (DIO2) promueve la conversión de la prohormona tiroxina (T4) a la hormona activa triyodotironina (T3) a través de la eliminación de un átomo de yodo en el anillo exterior. Permite que T3 se una al receptor de la hormona tiroidea (TR), que luego se une a los elementos de respuesta a la hormona tiroidea (TRE) en la secuencia de ADN. La secuencia promotora proximal de pomc contiene dos semisitios del receptor tiroideo 1b (Thrb): TCC-TGG-TGA y TCA-CCT-GGA, lo que indica que la T3 puede ser capaz de regular directamente la transcripción de pomc . Por este motivo, durante la primavera y principios del verano, el nivel de pomc aumenta debido al aumento del nivel de T3. [8]
Sin embargo, durante el otoño y el invierno, cuando hay menos de 13 horas de luz al día, la yodotironina desiodinasa 3 elimina un átomo de yodo que convierte la tiroxina en la inactiva triyodotironina inversa (rT3), o que convierte la triyodotironina activa en diyodotironina (T2). En consecuencia, hay menos T3 y se bloquea la transcripción de pomc , lo que reduce sus niveles durante estas estaciones. [9]
Aún no se han documentado adecuadamente las influencias de los fotoperíodos sobre cambios endocrinos biológicos similares relevantes que demuestren modificaciones en la regulación de la hormona tiroidea en humanos.
Derivados
La gran molécula de POMC es fuente de varias sustancias biológicamente activas importantes. La POMC se puede descomponer enzimáticamente en los siguientes péptidos :
- Péptido N -terminal de proopiomelanocortina (NPP o pro-γ-MSH)
- α-melanotropina (hormona estimulante de los α-melanos o α-MSH)
- β-Melanotropina (β-MSH)
- γ-Melanotropina (γ-MSH)
- Hormona estimulante de los melanocitos ( MSH , presente en los tiburones [10] )
- Hormona estimulante de los melanocitos ε (ε-MSH, presente en algunos teleósteos [11] )
- Corticotropina (hormona adrenocorticotrópica o ACTH)
- Péptido intermediario similar a la corticotropina (CLIP)
- β-lipotropina (β-LPH)
- Lipotropina gamma (γ-LPH)
- β-endorfina
- [Met]Encefalina
Aunque los 5 aminoácidos N-terminales de la β-endorfina son idénticos a la secuencia de la [Met]encefalina , [12] generalmente no se cree que la β-endorfina se convierta en [Met]encefalina. [ cita requerida ] En cambio, la [Met]encefalina se produce a partir de su propio precursor, la proencefalina A.
La producción de β-MSH ocurre en humanos pero no en ratones o ratas debido a la ausencia del sitio de procesamiento enzimático en el POMC de roedores.
Importancia clínica
Las mutaciones en este gen se han asociado con la aparición temprana de obesidad , [13] insuficiencia suprarrenal y pigmentación pelirroja del cabello . [14]
Un estudio concluyó que un polimorfismo estaba asociado con niveles más altos de insulina en ayunas solo en pacientes obesos . Estos hallazgos respaldan la hipótesis de que la vía de la melanocortina puede modular el metabolismo de la glucosa en sujetos obesos, lo que indica una posible interacción entre genes y ambiente. La variante POMC puede estar involucrada en la historia natural de la obesidad poligénica , contribuyendo al vínculo entre la diabetes tipo 2 y la obesidad. [15]
Los pacientes sépticos presentan concentraciones plasmáticas circulantes aumentadas de POMC. [16] Actualmente se está investigando la importancia clínica. Un aumento adicional de la disponibilidad sistémica de glucocorticoides mediante la infusión de hidrocortisona en ratones sépticos resultó en una supresión de ACTH , un producto final de POMC, pero no en una supresión de POMC. [17]
Perros
Una mutación por deleción común en los perros Labrador Retriever y Flat-Coated Retriever está asociada con un mayor interés en la comida y la posterior obesidad. [18]
Objetivo del fármaco
La POMC se utiliza como diana de un medicamento para tratar la obesidad en humanos. La combinación de bupropión y naltrexona actúa a través de las neuronas POMC hipotalámicas para disminuir el apetito. [19]
Se ha tratado a dos humanos con deficiencia de POMC con setmelanotida , un agonista del receptor de melanocortina-4. [20]
Interacciones
Se ha demostrado que la proopiomelanocortina interactúa con el receptor de melanocortina 4. [ 21] [22] Los agonistas endógenos del receptor de melanocortina 4 incluyen α-MSH , β-MSH , γ-MSH y ACTH . El hecho de que todos ellos sean productos de escisión de POMC debería sugerir mecanismos probables de esta interacción. [ cita requerida ]
Véase también
Referencias
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- ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000020660 – Ensembl , mayo de 2017
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Lectura adicional
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Enlaces externos
- Pro-opiomelanocortina en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P01189 (Pro-opiomelanocortina) en PDBe-KB .
Este artículo incorpora material de dominio público de la colección de secuencias de referencia. Centro Nacional de Información Biotecnológica .
