| proopiomelanocortin | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| معرفات | |||||||
| أسماء بديلة | corticotropin-lipotropin precursor, POMC(1-241), proopiomelanocortin preproprotein, corticotropin-like intermediary peptide, POMC, opiomelanocortin prepropeptide, pro-opiomelanocortin | ||||||
| معرفات خارجية | |||||||
| نمط التعبير عن الحمض النووي الريبوزي | |||||||
 |
|||||||
| المزيد من بيانات التعبير المرجعية | |||||||
| تماثلات متسلسلة | |||||||
| أنواع | الإنسان | الفأر | |||||
| أنتريه | n/a | ||||||
| Ensembl | n/a | n/a | |||||
| يونيبروت |
|
| |||||
| RefSeq (رنا مرسال.) |
|
| |||||
| RefSeq (بروتين) |
|
| |||||
| الموقع (UCSC | n/a | ||||||
| بحث ببمد | n/a | ||||||
| ويكي بيانات | |||||||
| |||||||
| Opioids neuropeptide | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| المعرفات | |||||||||||
| الرمز | Op_neuropeptide | ||||||||||
| قاعدة بيانات عوائل البروتينات | PF08035 | ||||||||||
| إنتربرو | IPR013532 | ||||||||||
| بروسايت | PDOC00964 | ||||||||||
| |||||||||||
بروأوبيوميلانوكورت (POMC) (بالإنجليزية: Proopiomelanocortin) هو عديد ببتيد أولي يحتوي على 241 من بقايا الأحماض الأمينية. يُصنع البروأوبيوميلانوكورت في الخلايا القشرية للغدة النخامية الأمامية من عديد الببتيد الأولي الطويل المكون من 267 حمضًا أمينيًا، بري-بروأوبيوميلانوكورت (pre-POMC)، عن طريق إزالة تسلسل ببتيد إشعاري بطول 26 حمضًا أمينيًا أثناء الترجمة. يعتبر البروأوبيوميلانوكورت جزءًا من نظام الميلانوكورتين المركزي.[1]
الوظيفة
يُقطع (شق) البروأوبيوميلانوكورت لإنتاج العديد من الهرمونات الببتيدية. يُغلف كل من هذه الببتيدات في حويصلات ذات نواة كثيفة كبيرة تُطلق من الخلايا عن طريق الإخراج الخلوي استجابةً للتحفيز المناسب:
- يلعب هرمون تحفيز الخلايا الصبغية (α-MSH) الذي تنتجه الخلايا العصبية في النواة البطنية الإنسية أدوارًا مهمة في تنظيم الشهية (تحفيز خلايا البروأوبيوميلانوكورت العصبية يؤدي إلى الشبع[2]) والسلوك الجنسي، بينما هرمون تحفيز الخلايا الصبغية الذي يُفرز من الفص المتوسط للغدة النخامية ينظم حركة الميلانين المنتج من الخلايا الميلانية في الجلد.
- الهرمون الموجه لقشر الكظرية (ACTH) هو هرمون ببتيدي ينظم إفراز هرمون قشري سكري بشكل رئيسي من خلايا المنطقة الحزمية لقشرة الغدة الكظرية. يمكن للهرمون الموجه لقشر الكظرية أيضًا تنظيم إفراز الجونادوكورتيكويدات من خلايا المنطقة الشبكية لأنها تعبر أيضًا عن مستقبلات هرمون الموجه لقشر الكظرية.
- . β-إندورفين و [ميت] إنكيفالين هما ببتيدات أفيونية داخلية ذات تأثيرات واسعة النطاق في الدماغ.
التركيب
يقع جين البروأوبيوميلانوكورت على الكروموسوم 2p23.3. يُعبر عن جين البروأوبيوميلانوكورت في كل من الفص الأمامي والمتوسط للغدة النخامية. يشفر هذا الجين سلائف هرمون عديد الببتيد مكون من 285 حمضًا أمينيًا، يخضع لمعالجة مكثفة خاصة بالأنسجة بعد الترجمة عبر الانقسام بواسطة إنزيمات شبيهة بالسوبتيليسين تعرف باسم محولات البروهرمون. يُصنع البروتين المشفر بشكل رئيسي في الخلايا القشرية في الغدة النخامية الأمامية، حيث تُستخدم أربعة مواقع انقسام؛ الهرمون الموجه لقشر الكظرية، الضروري لتكوين الستيرويد الطبيعي والحفاظ على الوزن الطبيعي للغدة الكظرية، وβ-ليبوتروبين هما المنتجات النهائية الرئيسية. ومع ذلك، هناك ما لا يقل عن ثمانية مواقع انقسام محتملة داخل سلائف عديد الببتيد، واعتمادًا على نوع الأنسجة والمحولات المتاحة، قد ينتج عن المعالجة ما يصل إلى عشرة ببتيدات نشطة بيولوجيًا تشارك في وظائف خلوية متنوعة. تتكون مواقع الانقسام من تسلسلات Arg-Lys، Lys-Arg، أو Lys-Lys. تشمل الإنزيمات المسؤولة عن معالجة ببتيدات البروأوبيوميلانوكورت محول البروهرمون 1 (PC1)، ومحول البروهرمون 2 (PC2)، وكاربوكسي ببتيداز اي (CPE)، وأحادي أكسيجيناز ببتيديل ألفا أميديتينج (PAM)، وN-أسيتيل ترانسفيريز (N-AT)، وبروليل كاربوكسي ببتيداز (PRCP).
تتضمن معالجة بروأبيوميلانوكورتين عمليات إضافة السكريات، والأسيتلة، والتشطير البروتيني المكثف في المواقع التي تحتوي على مناطق من تسلسلات البروتين الأساسية. ومع ذلك، فإن البروتيازات التي تتعرف على مواقع التشطير هذه تكون خاصة بالأنسجة. في بعض الأنسجة، بما في ذلك منطقة تحت المهاد، والمشيمة، والظهارة، قد تُستخدم جميع مواقع التشطير، مما يؤدي إلى ظهور ببتيدات لها أدوار في الألم والاستتباب، وتحفيز الخلايا الصبغية، وتعديل المناعة. وتشمل هذه العديد من الميلانوتروبينات المتميزة، والليبتروبينات، والإندورفينات الموجودة داخل ببتيدات الأدرينوكورتيكوتروبين وبيتا ليبوتروبين.
تُصنع عن طريق:
- الخلايا الموجهة القشرية في الغدة النخامية الأمامية
- الخلايا الميلانوتروبية في الفص المتوسط من الغدة النخامية
- الخلايا العصبية في النواة المقوسة في منطقة تحت المهاد[3]
- مجموعات أصغر من الخلايا العصبية في منطقة تحت المهاد الظهرية الوسطى وجذع الدماغ
- الخلايا الصبغية في الجلد
التنظيم بواسطة نظم ليلي نهاري
تُنظم مستويات بروأبيوميلانوكورتين بشكل غير مباشر في بعض الحيوانات بواسطة نظم ليلي نهاري. ويُشار إليها بساعات الضوء خلال اليوم، وتتغير عبر الفصول. يعتمد تنظيمها على مسار هرمونات الغدة الدرقية الذي تُنظم مباشرة بواسطة الفترة الضوئية. مثال على ذلك هو قداد جونغاري الذي يشهد تغيرات فسيولوجية موسمية تعتمد على الفترة الضوئية. خلال الربيع في هذا النوع، عندما يكون هناك أكثر من 13 ساعة من الضوء في اليوم، يعزز إنزيم يود الثيرونين نازعة اليود 2 (DIO2) تحويل الهرمون الأولي ثيروكسين (T4) إلى الهرمون النشط ثلاثي يود الثيرونين (T3) عن طريق إزالة ذرة يود على الحلقة الخارجية. يسمح ذلك لثلاثي يود الثيرونين بالارتباط بمستقبل هرمون الغدة الدرقية (TR)، الذي يرتبط بدوره بعناصر استجابة هرمون الغدة الدرقية (TREs) في تسلسل الحمض النووي. يحتوي تسلسل المحفز القريب لبروأبيوميلانوكورتين على موقعين نصفيين لمستقبل الغدة الدرقية بيتا (1b): TCC-TGG-TGA وTCA-CCT-GGA، مما يشير إلى أن ثلاثي يود الثيرونين قد يكون قادرًا على تنظيم نسخ البروأبيوميلانوكورتين مباشرةً. لهذا السبب، خلال الربيع وأوائل الصيف، يزداد مستوى البروأبيوميلانوكورتين بسبب زيادة مستوى ثلاثي يود الثيرونين.[4]
ومع ذلك، خلال الخريف والشتاء، عندما يكون هناك أقل من 13 ساعة من الضوء في اليوم، يزيل إنزيم يود الثيرونين نازعة اليود 3 ذرة يود، مما يحول الثيروكسين إلى ثلاثي يود الثيرونين معكوس غير نشط (rT3)، أو يحول ثلاثي يود الثيرونين النشط إلى ثنائي يود الثيرونين (T2). وبالتالي، هناك كمية أقل من ثلاثي يود الثيرونين، مما يمنع نسخ البروأبيوميلانوكورتين، مما يقلل من مستوياته خلال هذه الفصول.[5]
لم تُوثق تأثيرات الفترات الضوئية على التغيرات الغدية الصماء البيولوجية المماثلة ذات الصلة التي تُظهر تعديلات تنظيم هرمون الغدة الدرقية في البشر بشكل كافٍ بعد.
المشتقات
الجزيء الكبير لبروأبيوميلانوكورتين هو مصدر العديد من المواد النشطة بيولوجيًا الهامة. يمكن شطر البروأبيوميلانوكورتين إنزيميًا إلى الببتيدات التالية:
- ببتيد الطرف الأميني لبروأبيوميلانوكورتين (NPP، أو برو-γ-MSH)
- α-ميلانوتروبين (هرمون تحفيز الخلايا الصباغية α، أو α-MSH)
- بيتا ميلانوتروبين (β-MSH)
- غاما-ميلانوتروبين (γ-MSH)
- 𝛿 -هرمون تحفيز الخلايا الصبغية ( 𝛿 -MSH، موجود في أسماك القرش[6])
- هرمون تحفيز الخلايا الصبغية ε (ε-MSH، موجود في بعض الأسماك العظمية[7])
- الكورتيكوتروبين (الهرمون الموجه لقشر الكظرية أو ACTH)
- ببتيد متوسط شبيه بالموجهة القشرية (CLIP)
- بيتا ليبوتروبين (β-LPH)
- جاما ليبوتروبين (γ-LPH)
- بيتا إندورفين
- ميت-إنكيفالين
على الرغم من أن الأحماض الأمينية الخمسة الطرفية لبيتا-إندورفين متطابقة مع تسلسل ميت-إنكيفالين، لا يُعتقد عمومًا أن بيتا-إندورفين يتحول إلى ميت-إنكيفالين. بدلاً من ذلك، يُنتج ميت-إنكيفالين من سلائفه الخاص، بروينكيفالين أ.[8]
يحدث إنتاج هرمون تحفيز الخلايا الصبغية في البشر ولكن ليس في الفئران أو الجرذان بسبب غياب موقع المعالجة الإنزيمية في بروأبيوميلانوكورتين الخاص بالقوارض.
الأهمية السريرية
رُبطت الطفرات في هذا الجين بالسمنة المبكرة، قصور الغدة الكظرية، وتصبغ الشعر الأحمر.[9][10]
خلصت دراسة إلى أن تعدد الأشكال كان مرتبطًا بمستويات الأنسولين الصائم الأعلى لدى المرضى الذين يعانون من السمنة فقط. تدعم هذه النتائج فرضية أن مسار الميلانوكورتين قد يعدل استقلاب الجلوكوز في الأشخاص الذين يعانون من السمنة، مما يشير إلى تفاعل محتمل بين الجينات والبيئة. قد يكون متغير بروأبيوميلانوكورتين متورطًا في التاريخ الطبيعي للسمنة متعددة الجينات، مما يساهم في الصلة بين مرض السكري من النوع 2 والسمنة.[11]
يعاني مرضى الإنتان من زيادة تركيزات بلازما بروأبيوميلانوكورتين المنتشرة. الأهمية السريرية قيد التحقيق حاليًا. أدى زيادة توافر الجلوكوكورتيكويد الجهازي عن طريق حقن الهيدروكورتيزون في الفئران المصابة بالإنتان إلى قمع الهرمون الموجه لقشر الكظرية، وهو منتج نهائي لبروأبيوميلانوكورتين، ولكن ليس إلى قمع البروأبيوميلانوكورتين.[12][13]
الكلاب
طفرة حذف شائعة في كلاب لابرادور ريتريفر وفلات-كوتد ريتريفر ترتبط بزيادة الاهتمام بالطعام والسمنة اللاحقة.[14]
هدف دوائي
يستخدم البروأوبيوميلانوكورتين كهدف لدواء يستخدم لعلاج السمنة لدى البشر. يعمل مزيج بوبروبيون ونالتريكسون عبر خلايا عصبية بروأوبيوميلانوكورتين في منطقة تحت المهاد لتقليل الشهية.[15]
عُولج شخصين يعانيان من نقص البروأوبيوميلانوكورتين باستخدام سيتميلانوتيد، وهو ناهض مستقبلات الميلانوكورتين-4.[16]
التفاعلات
ثبت أن البروأوبيوميلانوكورتين يتفاعل مع مستقبل الميلانوكورتين 4. تشمل الناهضات الداخلية لمستقبل الميلانوكورتين 4 α-MSH وβ-MSH وγ-MSH وهرمون الموجه لقشر الكظرية. حقيقة أن هذه كلها نواتج انقسام البروأوبيوميلانوكورتين يجب أن تشير إلى آليات محتملة لهذا التفاعل.[17][18]
انظر أيضا
المراجع
- ^ "pro-opiomelanocortin preproprotein [Homo sapiens] - Protein - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov. مؤرشف من الأصل في 2024-12-02. اطلع عليه بتاريخ 2020-12-30.
- ^ Varela L، Horvath TL (ديسمبر 2012). "Leptin and insulin pathways in POMC and AgRP neurons that modulate energy balance and glucose homeostasis". EMBO Reports. ج. 13 ع. 12: 1079–86. DOI:10.1038/embor.2012.174. PMC:3512417. PMID:23146889.
- ^ Cowley MA، Smart JL، Rubinstein M، Cerdán MG، Diano S، Horvath TL، Cone RD، Low MJ (مايو 2001). "Leptin activates anorexigenic POMC neurons through a neural network in the arcuate nucleus" (PDF). Nature. ج. 411 ع. 6836: 480–4. Bibcode:2001Natur.411..480C. DOI:10.1038/35078085. hdl:11336/71802. PMID:11373681. S2CID:4342893.
- ^ Barrett P، Ebling FJ، Schuhler S، Wilson D، Ross AW، Warner A، Jethwa P، Boelen A، Visser TJ، Ozanne DM، Archer ZA، Mercer JG، Morgan PJ (أغسطس 2007). "Hypothalamic thyroid hormone catabolism acts as a gatekeeper for the seasonal control of body weight and reproduction". Endocrinology. ج. 148 ع. 8: 3608–17. DOI:10.1210/en.2007-0316. PMID:17478556. S2CID:28088190.
- ^ Bao R، Onishi KG، Tolla E، Ebling FJ، Lewis JE، Anderson RL، Barrett P، Prendergast BJ، Stevenson TJ (يونيو 2019). "Genome sequencing and transcriptome analyses of the Siberian hamster hypothalamus identify mechanisms for seasonal energy balance". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. ج. 116 ع. 26: 13116–13121. Bibcode:2019PNAS..11613116B. DOI:10.1073/pnas.1902896116. PMC:6600942. PMID:31189592.
- ^ Dores RM، Cameron E، Lecaude S، Danielson PB (أغسطس 2003). "Presence of the delta-MSH sequence in a proopiomelanocortin cDNA cloned from the pituitary of the galeoid shark, Heterodontus portusjacksoni". General and Comparative Endocrinology. ج. 133 ع. 1: 71–9. DOI:10.1016/S0016-6480(03)00151-5. PMID:12899848.
- ^ Harris RM، Dijkstra PD، Hofmann HA (يناير 2014). "Complex structural and regulatory evolution of the pro-opiomelanocortin gene family". General and Comparative Endocrinology. ج. 195: 107–15. DOI:10.1016/j.ygcen.2013.10.007. PMID:24188887.
- ^ Cullen JM، Cascella M (2022). "Physiology, Enkephalin". StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID:32491696. اطلع عليه بتاريخ 2022-01-12.
- ^ Kuehnen P، Mischke M، Wiegand S، Sers C، Horsthemke B، Lau S، Keil T، Lee YA، Grueters A، Krude H (2012). "An Alu element-associated hypermethylation variant of the POMC gene is associated with childhood obesity". PLOS Genetics. ج. 8 ع. 3: e1002543. DOI:10.1371/journal.pgen.1002543. PMC:3305357. PMID:22438814.
- ^ "POMC proopiomelanocortin". Entrez Gene.
- ^ Mohamed FE، Hamza RT، Amr NH، Youssef AM، Kamal TM، Mahmoud RA (2017). "Study of obesity associated proopiomelanocortin gene polymorphism: Relation to metabolic profile and eating habits in a sample of obese Egyptian children and adolescents". Egyptian Journal of Medical Human Genetics. ج. 18 ع. 1: 67–73. DOI:10.1016/j.ejmhg.2016.02.009.
- ^ Téblick A، Vander Perre S، Pauwels L، Derde S، Van Oudenhove T، Langouche L، Van den Berghe G (فبراير 2021). "The role of pro-opiomelanocortin in the ACTH-cortisol dissociation of sepsis". Critical Care. ج. 25 ع. 1: 65. DOI:10.1186/s13054-021-03475-y. PMC:7885358. PMID:33593393.
- ^ Téblick A، De Bruyn L، Van Oudenhove T، Vander Perre S، Pauwels L، Derde S، Langouche L، Van den Berghe G (يناير 2022). "Impact of Hydrocortisone and of CRH Infusion on the Hypothalamus-Pituitary-Adrenocortical Axis of Septic Male Mice". Endocrinology. ج. 163 ع. 1: bqab222. DOI:10.1210/endocr/bqab222. PMC:8599906. PMID:34698826.
- ^ Raffan E، Dennis RJ، O'Donovan CJ، Becker JM، Scott RA، Smith SP، Withers DJ، Wood CJ، Conci E، Clements DN، Summers KM، German AJ، Mellersh CS، Arendt ML، Iyemere VP، Withers E، Söder J، Wernersson S، Andersson G، Lindblad-Toh K، Yeo GS، O'Rahilly S (مايو 2016). "A Deletion in the Canine POMC Gene Is Associated with Weight and Appetite in Obesity-Prone Labrador Retriever Dogs". Cell Metabolism. ج. 23 ع. 5: 893–900. DOI:10.1016/j.cmet.2016.04.012. PMC:4873617. PMID:27157046.
- ^ Billes SK، Sinnayah P، Cowley MA (يونيو 2014). "Naltrexone/bupropion for obesity: an investigational combination pharmacotherapy for weight loss". Pharmacological Research. ج. 84: 1–11. DOI:10.1016/j.phrs.2014.04.004. PMID:24754973.
- ^ Kühnen P، Clément K، Wiegand S، Blankenstein O، Gottesdiener K، Martini LL، Mai K، Blume-Peytavi U، Grüters A، Krude H (يوليو 2016). "Proopiomelanocortin Deficiency Treated with a Melanocortin-4 Receptor Agonist". The New England Journal of Medicine. ج. 375 ع. 3: 240–6. DOI:10.1056/NEJMoa1512693. PMID:27468060.
- ^ Yang YK، Fong TM، Dickinson CJ، Mao C، Li JY، Tota MR، Mosley R، Van Der Ploeg LH، Gantz I (ديسمبر 2000). "Molecular determinants of ligand binding to the human melanocortin-4 receptor". Biochemistry. ج. 39 ع. 48: 14900–11. DOI:10.1021/bi001684q. PMID:11101306.
- ^ Yang YK، Ollmann MM، Wilson BD، Dickinson C، Yamada T، Barsh GS، Gantz I (مارس 1997). "Effects of recombinant agouti-signaling protein on melanocortin action". Molecular Endocrinology. ج. 11 ع. 3: 274–80. DOI:10.1210/mend.11.3.9898. PMID:9058374.
