Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Proopiomelanocortina

La proopiomelanocortina ( POMC ) es un polipéptido precursor con 241 residuos de aminoácidos . La POMC se sintetiza en las células corticotropas de la hipófisis anterior a parti...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La proopiomelanocortina ( POMC ) es un polipéptido precursor con 241 residuos de aminoácidos . La POMC se sintetiza en las células corticotropas de la hipófisis anterior a partir del precursor polipeptídico de 267 aminoácidos, la preproopiomelanocortina ( pre-POMC ), mediante la eliminación de una secuencia de péptido señal de 26 aminoácidos durante la traducción . [ 5 ] La POMC forma parte del sistema central de melanocortina .

Gene

El gen POMC se encuentra en el cromosoma 2p23.3. Este gen codifica un precursor hormonal polipeptídico de 285 aminoácidos que sufre un procesamiento postraduccional extenso y específico de tejido mediante la escisión por enzimas similares a la subtilisina conocidas como prohormona convertasas .

Distribución tisular

El gen POMC se expresa tanto en el lóbulo anterior como en el intermedio de la glándula pituitaria . Su producto proteico es sintetizado principalmente por las células corticotrópicas de la hipófisis anterior , pero también se produce en otros tejidos:

Función

La POMC se corta (escinde) para dar lugar a múltiples hormonas peptídicas . Cada uno de estos péptidos se empaqueta en grandes vesículas de núcleo denso que se liberan de las células por exocitosis en respuesta a la estimulación adecuada:

Modificaciones postraduccionales

El gen POMC codifica un precursor polipeptídico de 285 aminoácidos que sufre un extenso procesamiento postraduccional específico de cada tejido. Este procesamiento está mediado principalmente por las prohormona convertasas tipo subtilisina , que escinden el precursor en secuencias específicas de aminoácidos básicos, típicamente Arg-Lys, Lys-Arg o Lys-Lys.

En muchos tejidos, se utilizan cuatro sitios de escisión principales, lo que da lugar a la producción de dos péptidos bioactivos principales: la adrenocorticotropina (ACTH), esencial para la esteroidogénesis normal y el mantenimiento de la glándula suprarrenal, y la β-lipotropina . Sin embargo, el precursor de la POMC contiene al menos ocho sitios de escisión potenciales y, dependiendo del tipo de tejido y de las convertasas específicas expresadas, puede procesarse en hasta diez péptidos biológicamente activos con diversas funciones.

Entre las enzimas clave para el procesamiento se 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).

Además de la escisión proteolítica, el procesamiento de la POMC implica otras modificaciones postraduccionales como la glicosilación y la acetilación. El patrón específico de escisión y modificación depende del tejido. Por ejemplo, en el hipotálamo , la placenta y el epitelio , todos los sitios de escisión pueden estar activos, generando péptidos implicados en la modulación del dolor , la homeostasis energética , las respuestas inmunitarias y la estimulación de los melanocitos . Estos péptidos incluyen múltiples melanotropinas , lipotropinas y endorfinas , muchas de las cuales derivan de los péptidos ACTH y β-lipotropina, de mayor tamaño.

Derivados

derivados de la proopiomelanocortina

El precursor POMC de gran tamaño es la fuente de numerosos péptidos biológicamente activos, que se producen mediante una escisión enzimática secuencial. Estos incluyen:

Péptido N -terminal de proopiomelanocortina (NPP, o pro-γ-MSH) α-melanotropina (hormona estimulante de los melanocitos α, o α-MSH) β-melanotropina (β-MSH) γ-melanotropina (γ-MSH) δ -hormona estimulante de los melanocitos ( δ -MSH), que se encuentra en tiburones [ 10 ] ε-hormona estimulante de los melanocitos (ε-MSH), presente en algunospeces teleósteos [ 11 ] Corticotropina (hormona adrenocorticotrópica, o ACTH) Péptido intermedio similar a la corticotropina (CLIP) β-lipotropina (β-LPH) γ-lipotropina (γ-LPH) β-endorfina [Met]encefalina Aunque los primeros cinco aminoácidos de β-endorfina son idénticos a [Met]encefalina , [ 12 ] Generalmente no se cree que la β-endorfina sea un precursor de [Met]encefalina.En cambio, [Met]encefalina se produce independientemente de su propio precursor, la proencefalina A .

La producción de β-MSH se produce en humanos, pero no en ratones ni ratas, debido a la ausencia del sitio de escisión necesario en la secuencia POMC de los roedores.

Regulación por el fotoperíodo

En algunos animales , los niveles de proopiomelanocortina ( POMC ) se regulan indirectamente por el fotoperiodo , que se refiere a las horas de luz durante el día y varía según la estación. Su regulación depende de la vía de las hormonas tiroideas , la cual está regulada directamente por el fotoperiodo. Un ejemplo son los hámsteres siberianos , que experimentan cambios fisiológicos estacionales que dependen del fotoperiodo. Durante la primavera, en esta especie, cuando hay más de 13 horas de luz al día, la yodotironina deiodinasa 2 (DIO2) promueve la conversión de la prohormona tiroxina (T4) en la hormona activa triyodotironina (T3) mediante la eliminación de un átomo de yodo del anillo externo. Esto permite que la T3 se una al receptor de la hormona tiroidea (TR), que a su vez se une a los elementos de respuesta a la hormona tiroidea (TRE) en la secuencia de ADN. La secuencia del promotor proximal de pomc contiene dos semisitios del receptor tiroideo 1b (Thrb): TCC-TGG-TGA y TCA-CCT-GGA, lo que indica que la T3 podría regular directamente la transcripción de pomc . Por esta razón, durante la primavera y principios del verano, el nivel de pomc aumenta debido al incremento del nivel de T3. [ 13 ]

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, lo que convierte la tiroxina en la triyodotironina inversa inactiva (rT3), o 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. [ 14 ]

Regulación de la proopiomelanocortina por el fotoperiodo y las hormonas tiroideas.

Aún no se han documentado adecuadamente las influencias de los fotoperíodos en cambios endocrinos biológicos similares relevantes que demuestren modificaciones en la regulación de la hormona tiroidea en humanos.

Importancia clínica

Las mutaciones en el gen POMC se han asociado con obesidad de inicio temprano , [ 15 ] insuficiencia suprarrenal y pigmentación del cabello rojo . [ 16 ]

En casos de insuficiencia suprarrenal primaria, la disminución de la producción de cortisol conduce a una sobreproducción compensatoria de ACTH hipofisaria mediante mecanismos de retroalimentación. Dado que la ACTH se coproduce con α-MSH y γ-MSH a partir de POMC , esta sobreproducción puede provocar hiperpigmentación . [ 17 ]

Un polimorfismo genético específico en el gen POMC se asocia con niveles elevados de insulina en ayunas, pero solo en individuos obesos . La vía de señalización de la melanocortina puede influir en el metabolismo de la glucosa en el contexto de la obesidad, lo que indica una posible interacción gen-ambiente. Por lo tanto, las variantes de POMC pueden contribuir al desarrollo de la obesidad poligénica y ayudar a explicar la conexión entre la obesidad y la diabetes tipo 2. [ 18 ]

También se han observado niveles circulantes elevados de POMC en pacientes con sepsis . [ 19 ] Si bien las implicaciones clínicas de este hallazgo aún están en investigación, estudios en animales han demostrado que la infusión de hidrocortisona en ratones sépticos suprime la ACTH (un producto derivado de la POMC) sin reducir los niveles de POMC. [ 20 ]

Diana farmacológica

La POMC es una diana farmacológica para el tratamiento de la obesidad. El fármaco combinado naltrexona/bupropión actúa sobre las neuronas POMC hipotalámicas para reducir el apetito y la ingesta de alimentos. [ 21 ]

En casos raros de deficiencia de POMC, el tratamiento con setmelanotida , un agonista selectivo del receptor de melanocortina-4 , ha resultado eficaz. Dos personas con deficiencia de POMC confirmada mostraron mejoría clínica tras esta terapia. [ 22 ]

Perros

Una mutación por deleción común en los perros Labrador Retriever y Flat-coated Retriever se asocia con un mayor interés por la comida y la consiguiente obesidad. [ 23 ]

Interacciones

Se ha demostrado que la proopiomelanocortina interactúa con el receptor de melanocortina 4. [ 24 ] [ 25 ] Los agonistas endógenos del receptor de melanocortina 4 incluyen α-MSH , β-MSH , γ-MSH y ACTH . El hecho de que todos estos sean productos de escisión de POMC debería sugerir posibles mecanismos de esta interacción.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000115138 – Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000020660 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. ↑ "pro-opiomelanocortina preproproteína [ Homo sapiens ] - Proteína - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 30 de diciembre de 2020 .
  6. ↑ Sukhov RR, Walker LC, Rance NE, Price DL, Young WS 3rd (1995). "Expresión del gen precursor de opioides en el hipotálamo humano" . Journal of Comparative Neurology . 353 (4): 604– 622. doi : 10.1002/cne.903530410 . PMC 9853479. PMID 7759618 .  
  7. ↑ Cowley MA, Smart JL, Rubinstein M, Cerdán MG, Diano S, Horvath TL, et al. (mayo de 2001). "La leptina activa las neuronas POMC anorexigénicas a través de una red neuronal en el núcleo arcuato" (PDF) . Nature . 411 (6836): 480– 484. Bibcode : 2001Natur.411..480C . doi : 10.1038 / 35078085 . hdl : 11336/71802 . PMID 11373681. S2CID 4342893 .   
  8. ↑ Rousseau K, Kauser S, Pritchard LE, Warhurst A, Oliver RL, Slominski A, et al. (2007). " La proopiomelanocortina (POMC), precursora de la ACTH/melanocortina, es secretada por los queratinocitos y melanocitos epidérmicos humanos y estimula la melanogénesis" . FASEB Journal . 21 (8): 1844–1856 . doi : 10.1096/fj.06-7398com . PMC 2253185. PMID 17317724 .   
  9. ↑ Varela L, Horvath TL (diciembre de 2012). "Vías de leptina e insulina en neuronas POMC y AgRP que modulan el equilibrio energético y la homeostasis de la glucosa" . EMBO Reports . 13 (12): 1079– 1086. doi : 10.1038/embor.2012.174 . PMC 3512417. PMID 23146889 .  
  10. ↑ Dores RM, Cameron E, Lecaude S, Danielson PB (agosto de 2003). "Presencia de la secuencia delta-MSH en un ADNc de proopiomelanocortina clonado de la hipófisis del tiburón galeoideo, Heterodontus portusjacksoni". Endocrinología general y comparada . 133 (1): 71– 79. doi : 10.1016/S0016-6480(03)00151-5 . PMID 12899848 . 
  11. ↑ Harris RM, Dijkstra PD, Hofmann HA (enero de 2014). "Evolución estructural y regulatoria compleja de la familia de genes de la proopiomelanocortina". Endocrinología general y comparada . 195 : 107–115 . doi : 10.1016/j.ygcen.2013.10.007 . PMID 24188887 . 
  12. ↑ Cullen JM, Cascella M (2022). "Fisiología, encefalina" . StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID 32491696. Recuperado el 12 de enero de 2022 . 
  13. ↑ Barrett P, Ebling FJ, Schuhler S, Wilson D, Ross AW, Warner A, et al. (agosto de 2007). " El catabolismo de la hormona tiroidea hipotalámica actúa como un guardián para el control estacional del peso corporal y la reproducción" . Endocrinology . 148 (8): 3608– 3617. doi : 10.1210/en.2007-0316 . PMID 17478556. S2CID 28088190 .   
  14. ↑ Bao R, Onishi KG, Tolla E, Ebling FJ, Lewis JE, Anderson RL, et al. (junio de 2019). "La secuenciación del genoma y los análisis del transcriptoma del hipotálamo del hámster siberiano identifican mecanismos para el equilibrio energético estacional" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 116 (26): 13116– 13121. Bibcode : 2019PNAS..11613116B . doi : 10.1073/pnas.1902896116 . PMC 6600942. PMID 31189592 .   
  15. ↑ Kuehnen P, Mischke M, Wiegand S, Sers C, Horsthemke B, Lau S, et al. (2012). "Una variante de hipermetilación asociada al elemento Alu del gen POMC se asocia con la obesidad infantil" . PLOS Genetics . 8 (3) e1002543. doi : 10.1371/journal.pgen.1002543 . PMC 3305357. PMID 22438814 .   
  16. ↑ "POMC proopiomelanocortina" . Entrez Gene .
  17. ↑ Boron WG, Boulpaep EL, eds. (2017). Fisiología médica (3.ª ed.). Filadelfia, PA: Elsevier. ISBN  978-1-4557-4377-3.
  18. ↑ Mohamed FE, Hamza RT, Amr NH, Youssef AM, Kamal TM, Mahmoud RA (2017). "Estudio del polimorfismo del gen de la proopiomelanocortina asociado a la obesidad: relación con el perfil metabólico y los hábitos alimentarios en una muestra de niños y adolescentes egipcios obesos" . Egyptian Journal of Medical Human Genetics . 18 (1): 67–73 . doi : 10.1016/j.ejmhg.2016.02.009 .
  19. ↑Téblick A, Vander Perre S, Pauwels L, Derde S, Van Oudenhove T, Langouche L, et al. (February 2021). "The role of pro-opiomelanocortin in the ACTH-cortisol dissociation of sepsis". Critical Care. 25 (1) 65. doi:10.1186/s13054-021-03475-y. PMC 7885358. PMID 33593393.
  20. ↑Téblick A, De Bruyn L, Van Oudenhove T, Vander Perre S, Pauwels L, Derde S, et al. (January 2022). "Impact of Hydrocortisone and of CRH Infusion on the Hypothalamus-Pituitary-Adrenocortical Axis of Septic Male Mice". Endocrinology. 163 (1) bqab222. doi:10.1210/endocr/bqab222. PMC 8599906. PMID 34698826.
  21. ↑Billes SK, Sinnayah P, Cowley MA (June 2014). "Naltrexone/bupropion for obesity: an investigational combination pharmacotherapy for weight loss". Pharmacological Research. 84: 1–11. doi:10.1016/j.phrs.2014.04.004. PMID 24754973.
  22. ↑Kühnen P, Clément K, Wiegand S, Blankenstein O, Gottesdiener K, Martini LL, et al. (July 2016). "Proopiomelanocortin Deficiency Treated with a Melanocortin-4 Receptor Agonist". The New England Journal of Medicine. 375 (3): 240–6. doi:10.1056/NEJMoa1512693. PMID 27468060.
  23. ↑Raffan E, Dennis RJ, O'Donovan CJ, Becker JM, Scott RA, Smith SP, et al. (May 2016). "A Deletion in the Canine POMC Gene Is Associated with Weight and Appetite in Obesity-Prone Labrador Retriever Dogs". Cell Metabolism. 23 (5): 893–900. doi:10.1016/j.cmet.2016.04.012. PMC 4873617. PMID 27157046.
  24. ↑Yang YK, Fong TM, Dickinson CJ, Mao C, Li JY, Tota MR, et al. (December 2000). "Molecular determinants of ligand binding to the human melanocortin-4 receptor". Biochemistry. 39 (48): 14900–11. doi:10.1021/bi001684q. PMID 11101306.
  25. ↑ Yang YK, Ollmann MM, Wilson BD, Dickinson C, Yamada T, Barsh GS, et al. (marzo de 1997). "Efectos de la proteína de señalización agouti recombinante sobre la acción de la melanocortina" . Molecular Endocrinology . 11 (3): 274–80 . doi : 10.1210/mend.11.3.9898 . PMID 9058374 .  

Lecturas adicionales

  • Millington GW (mayo de 2006). "Proopiomelanocortina (POMC): funciones cutáneas de sus productos y receptores de melanocortina". Clinical and Experimental Dermatology . 31 (3): 407–12 . doi : 10.1111/j.1365-2230.2006.02128.x . PMID 16681590. S2CID 25213876 .  
  • Millington GW (septiembre de 2007). " El papel de las neuronas de proopiomelanocortina (POMC) en el comportamiento alimentario" . Nutrition & Metabolism . 4 : 18. doi : 10.1186/1743-7075-4-18 . PMC 2018708. PMID 17764572 .  
  • Bhardwaj RS, Luger TA (1994). "Producción de proopiomelanocortina por células epidérmicas: evidencia de una red neuroendocrina inmune en la epidermis". Archives of Dermatological Research . 287 (1): 85– 90. doi : 10.1007/BF00370724 . PMID 7726641. S2CID 33604397 .  
  • Raffin-Sanson ML, de Keyzer Y, Bertagna X (agosto de 2003). "Proopiomelanocortina, un precursor polipeptídico con múltiples funciones: de la fisiología a las condiciones patológicas" . European Journal of Endocrinology . 149 (2): 79– 90. doi : 10.1530/eje.0.1490079 . PMID 12887283 . 
  • Dores RM, Lecaude S (mayo de 2005). "Tendencias en la evolución del gen de la proopiomelanocortina". Endocrinología general y comparada . 142 ( 1–2 ): 81–93 . doi : 10.1016/j.ygcen.2005.02.003 . PMID 15862552 . 
  • König S, Luger TA, Scholzen TE (octubre de 2006). "Monitorización de proteasas específicas de neuropéptidos: procesamiento de los péptidos proopiomelanocortina adrenocorticotropina y hormona estimulante de los melanocitos alfa en la piel" . Dermatología experimental . 15 (10): 751– 61. doi : 10.1111/j.1600-0625.2006.00472.x . PMID 16984256. S2CID 32034934 .  
  • Farooqi S, O'Rahilly S (diciembre de 2006). "Genética de la obesidad en humanos" . Endocrine Reviews . 27 (7): 710–18 . doi : 10.1210/er.2006-0040 . PMID 17122358 . 

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público de la colección de secuencias de referencia del Centro Nacional de Información Biotecnológica .