Кіріспе

Ферменттер класы Пропротеин конвертазалары (ППК) - басқа белоктарды белсендіретін белоктар туысы. Көптеген ақуыздар синтезделгенде белсенді емес, өйткені олардың белсенділігін тоқтататын амин қышқылдарының тізбектері бар. Пропротеин конвертазалары бұл тізбектерді алып тастап, ақуызды белсендіреді. Пропротеин конвертазаның прототипі - фурин. Пропротеин конвертазаларының медициналық маңызы бар, өйткені олар холестерин синтезі сияқты көптеген маңызды биологиялық процестерге қатысады. Пропротеин конвертаза ингибиторлары деп аталатын қосылыстар олардың әсерін тежеп, мақсатты белоктардың белсенділігін тежеуі мүмкін. Көптеген пропротеин конвертазалары, әсіресе фурин және PACE4, вирустық инфекция, қабыну, гиперхолестеринемия және қатерлі ісік сияқты патологиялық процестерге қатысады және осы аурулардың кейбіреулеріне терапиялық мақсаттар ретінде қарастырылған.

Тарих

Прогормондық конверсия құбылысын Дональд Ф. Штайнер 1967 жылы инсулиннің биосинтезін зерттеген кезде анықтаған. Сонымен қатар, доктор Мишель Кретен қойдың гипофиз бездерімен β липотрофты гормонның (βLPH) химиялық тізбесін жүргізген кезде, тағы бір гормонның, меланоциттерді ынталандыратын гормонның (βMSH) тізбесін анықтады. Бұл химиялық дәлел, біріншілік ақуыздар тізбекті деңгейінде, пептидті гормондар үлкен ақуыз молекулаларында болуы мүмкін. Ал бұл ферменттердің кім екені ондаған жылдар бойы белгісіз болды. 1984 жылы Джереми Торнердің зертханасында жұмыс істейтін Дэвид Джулиус Kex2 генінің альфа-факторды жұптастыру феромонын өңдеуге жауапты өнімін анықтады. Роберт Фуллер Торнермен бірге 1989 жылы Kex2 гомологты Фурин генінің ішінара тізбесін анықтады. 1990 жылы Steiner тобы, Набиль Сейда және оның әріптестері, Вим Дж. М. ван де Вен және оның әріптестері, Юкио Икехара және оның әріптестері, Рэндал Кауфман және оның әріптестері, Гэри Томас және оның әріптестері, Казухиса Накаяма және оның әріптестері адам Кекс2 гомологты гендерін клондастырды.

Фурин

Ең танымал ПКК-ның бірі - фурин. Фурин - сериндік эндопротеаза, ол ақуыз прекурсорларын негіздік қалдықтардың карбокситерминалдық түрлерін ArgXXArg және Lys/ArgArg сияқты мотивтерде бөліп алады. Сызылу әдетте пропротеиннің белсендірілуіне әкеледі, бірақ белсенділігін де өшіруге немесе өзгертуге болады. Сондықтан оның көптеген физиологиялық процестер мен патологияларда, соның ішінде қатерлі ісіктерде маңызды рөл атқаратыны таңқаларлық емес. Оның кейбір субстраттары: пропаратиреоид гормоны, трансформацияланатын өсу факторы бета 1 прекурсоры, проальбумин, пробета секретаза, мембраналық 1- типті матрицалық металлопротеиназа, пронервтік өсу факторының бета- кіші бірлігі және фон Виллебранд факторы. Фурин тәрізді пробелок конвертаза RGMc (гемоювелин деп те аталады) өңдеуге қатысады. Ганц пен Ротвейн топтары 50 kDa HJV-ді 40 kDa белокқа түрлендіру үшін жауап беретін фурин тәрізді пропротеин конвертазаларының (PPC) сақталған полибазиялық RNRR-де қысқартылған COOH-ның аяқтауы бар екенін көрсетті. Бұл кеміргіштер мен адамдардың қанында кездесетін HJV/геможувелиннің (s hemojuvelin) ерігіш түрлерін өндірудің ықтимал механизмін көрсетеді.

Прогормондық конвертазалар

Пептидті гормондардың және нейропептидтердің прекурсорларын өңдеуге маманданған екі пропротеин конвертазасы да осы салада "прогормон конвертазалары" деп аталады. "Прогормон конвертаза" және "пропротеин конвертаза" екеуі де "PC" деп қысқартылады. PC1 (сонымен қатар PC3 деп те аталады және әдетте PC1/3) және PC2 - бұл биоактивті пептидтердің прекурсорларын жұптасқан негізгі қалдықтар түрінде өңдеуге қатысатын негізгі ферменттер. PC1/3 және PC2 нейропептидтер мен пептидті гормондардың көпшілігін тікелей өндірмейді, керісінше лизиннің және/немесе аргининнің С-терминал кеңейтулерін қамтитын аралықтарды тудырады; олар кейіннен карбоксипептидаза E арқылы алынады.

Клиникалық маңызы

Қазіргі ғылыми деректерге сүйенсек, пропротеин конвертазаларының экспрессиясын жоғары және төмен реттеу гинекологиялық ісіктерде болатын көптеген өзгерістердің бір бөлігі болып табылады. ПК гинекологиялық қатерлі ісіктердің прогрессиясына қатысы бар маңызды субстраттарды, соның ішінде адгезиялық молекулаларды, металлопротеиназаларды және вирустық белоктарды белсендіреді. Эксперименттік дәлелдер гинекологиялық қатерлі ісіктердегі ПК-ны мұқият мақсаттандыру ісіктің өршуін болдырмаудың тиімді стратегиясын білдіруі мүмкін екенін көрсетеді. PCSK9 варианттары қандағы холестеринді азайтады немесе көтереді. Фурин бірнеше түрлі вирустық белоктарды белсендіре түсуде рөл атқарады, ал фуриннің ингибиторлары вирусқа қарсы препараттар ретінде зерттелді.

Биохимиялық құрылысы

Кекс2 алғаш рет 1992 жылы Чарльз Бреннер мен Роберт Фуллер арқылы тазартылды және сипатталды. Kex2 кристалл құрылымын Дагмар Ринге, Роберт Фуллер және Грегори Петско бастаған топ шешті. Фуриннің өмірін Мануэль Тан мен Вольфрам Боде бастаған топ анықтады. Kex2 және фуриннің негізгі ерекшеліктері - субтилизинмен байланысты каталитикалық домен, жылдам ациляциялау үшін сцизильдік байланыстағы аминқышқылның амин терминалы аргинин болуын талап ететін ерекшелік қалтасы және биосинтез үшін қажетті субтилизин доменінің P доменді карбокси терминалы.