Prohormone/ja

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プロホルモン（prohormone）は、一緒に合成されたペプチドホルモンからなるホルモンの前駆体であり、多くの場合タンパク質の折りたたみと特定の末端への追加のペプチド鎖の結合によって作られる発現抑制構造のために、そのペプチドホルモン鎖セグメントに位置するホルモン受容体結合部位にアクセスできなくなるため、それ自体では最小限のホルモン作用を持つ。プロホルモンは、不活性化された形でホルモンとして血流に乗り、後で翻訳後修飾によって細胞内で活性化される。

プロホルモンは、不活性ホルモンの最適な貯蔵・運搬単位である。プロホルモンの発現が必要になると、プロホルモン変換酵素というタンパク質がプロホルモンを切断し、1つ以上の活性ホルモンに分離する。多くの場合、自然界では、この切断プロセスは即座に起こり、プロホルモンは1つ以上のペプチドホルモンのセットに素早く変換される。

天然、ヒトのプロホルモンの例には、プロインスリンとプロオピオメラノコルチンが含まれるが、最も広く使用されているプロホルモンは合成であり、筋肉の成長のためのエルゴジェニックまたはアナボリック剤として使用される同化ステロイド前駆体としてラベルされている。前記前駆体の一般的に消費される例は、アンドロステンジオンとアンドロステンジオールであり、これらの両方は現在、米国で禁止物質である。しかし、1-テストステロンのようないくつかの違法ステロイドは、別の化学名でまだ合法的に生産されており、大半は臨床研究を受けていない。

構造

プロホルモンは、ペプチドホルモンと同様に、その長さやデザインはかなり多様であるが、基本構造は同じである。プロホルモンは、1つ以上の不活性ペプチドホルモンまたはホルモン鎖が、ホルモンの発現を阻害するような形で互いに結合したもので、多くの場合、鎖の結合末端が折り畳まれたり、他の鎖がその末端に結合したりすることでアクセス不能になる。ホルモン発現が誘導されるためには、ホルモンの結合末端が細胞膜の受容体に結合するか、ステロイドの場合は細胞内のステロイド受容体タンパク質に結合する必要がある。

プロインスリン分子；模式図、トポロジー図。B鎖（オレンジ）、Cペプチド（灰色）、A鎖（緑）。CペプチドはB鎖とA鎖に結合し、ホルモンの発現を抑制しているのがわかる。インスリンを産生するために切断が起こると、B鎖とA鎖はジスルフィド結合でつながり、Cペプチドは切り取られて捨てられる。

プロホルモンの中には、ホルモン発現を抑制する目的で、不活性ペプチドホルモン以外の構造を含むものがある。例えば、プロインスリンにはC-ペプチドと呼ばれる非ホルモン鎖が余分に含まれており、2本のインスリンペプチド鎖を結合させている。このC-ペプチドは、両鎖の末端、具体的には細胞内のホルモン発現レセプターと結合する部位であると提唱されているCドメイン接合部に結合することにより、両鎖を不活性に保つように設計されている。このような制約があるにもかかわらず、C-ペプチドはプロインスリン鎖を折りたたみ、後でプロホルモン変換酵素によって切断される接合末端にアクセスできるようにする。インスリンをうまく産生するためには、C-ペプチドを含むプロインスリン鎖の折りたたみが、プロインスリンの適切な切断に不可欠なのである。

機能

プロホルモンは、通常活性のあるタンパク質を不活性ペプチド鎖として輸送、貯蔵することを可能にするが、自然界では、細胞のタンパク質合成過程における安定した中間体として見出されることの方がはるかに多い。例えば、プロインスリンは、細胞のリボソームで産生され、プロインスリンとしてゴルジ体に運ばれ、ゴルジ体に到達した直後にインスリンに変換される。また、主にインスリンとして貯蔵される。

しかし、他の不活性タンパク質は、カルシフェロールとしても知られるビタミンDのように、プロホルモンの形で移動する。

プロホルモンからホルモンへの変換の主要な制御因子はプロホルモン変換酵素である。ゴルジ体に存在し、ペプチドホルモンを互いに分離するためにエンドプロテアーゼ切断を行い、不活性ペプチドが活性タンパク質になるのを妨げる伸長したアミノ酸残基を除去する。このような役割のため、プロホルモン変換酵素は、体内でホルモン効果を発揮しない不活性タンパク質を、ホルモン効果を発揮する完全活性タンパク質に変化させる能力を持ち、体内のホルモン含量を調節する決定要因の一つとなっている。

ペプチドホルモンの場合、プロホルモンからホルモンへの変換過程（プロタンパク質からタンパク質への変換）は、一般的に小胞体に輸送された後に起こり、しばしば複数のプロセシング酵素を必要とする。プロインスリンと共分泌されるプロアミリンは、活性型ホルモンに変換するために、上記の3つの因子とアミド化モノオキシゲナーゼを必要とする。いくつかのプロタンパク質前駆体、例えばプレプロインスリンもまたこのプロセスを経て、シグナルペプチダーゼによってシグナルペプチドを除去するステップが追加され、前記前駆体をプロホルモンに変換する。

用途

プロホルモンのサプリメント

プロホルモンの最も日常的な使用法は、エルゴジェニックおよびアナボリック剤による筋肉成長のためのサプリメントである。プロホルモンサプリメントは1960年から2001年にかけて流行し、アンドロステンジオンやアンドロステンジオールなどの特定のプロホルモンが米国の2004年蛋白同化ステロイド規制法で禁止される前に、メジャーリーグで規制されずに使用されるようになった。男性に同化作用またはエルゴジェニック効果を与えると主張された多くのプロホルモンサプリメントは、一般的に1-テストステロンとして知られる3β-ヒドロキシ-5α-アンドロスト-1-エン-17-オンなどのサプリメントで、以下のような悪い副作用のために禁止された：

• にきび
• 脱毛
• 心臓病のリスク増加
• 腎臓と肝臓の機能障害
• 高血圧
• インポテンス

1-テストステロンなどの多くのプロホルモンサプリメントは、2005年にスケジュールIII薬物に再分類されるまで、米国では合法であった。しかし、1-テストステロンのような多くの違法プロホルモンは、現在合法的に販売されており、1-androsteroneとして "高度な筋肉科学 "などのブランドによって販売され、1-androstenedione-3b-ol,17-oneを含むようにラベル付けされている。最近の臨床研究によって初めて、販売されているカプセルに含まれる1-アンドロステロンが半定量法で同定され、1-テストステロンであることが確認された。

他のプロホルモンやプロホルモンサプリメントをめぐる研究は限られているため、合法・非合法両方のプロホルモンサプリメントに関して、多くの副作用が不明である。

こちらも参照

• Androgen prohormone/ja
• Prehormone/ja
• Preprohormone/ja
• Prodrug/ja
• Propeptide/ja
• Protein precursor/ja