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。

Function

Prohormones allow for transport and storage of usually-active proteins as inactive peptide chains, though they are much more commonly found in nature as a stable intermediate in the protein-synthesizing process of the cell. Proinsulin, for example, is seen in nature as a brief precursor to insulin, as it is produced on the ribosomes of the cell, transported to the Golgi apparatus as proinsulin, then is converted to insulin immediately after reaching the Golgi apparatus. It is also primarily stored as insulin.

However, other inactive proteins travel in their prohormone form, such as vitamin D, also known as calciferol, which can be produced by the human body via sunlight.

The main regulator of prohormone to hormone conversion is prohormone convertase. Located in the Golgi apparatus, it uses endoproteolytic cleavage to separate peptide hormones from each other and removes extended amino acid residues that hinder the inactive peptides from being active proteins. Because of this role, prohormone convertase is one of the deciding factors for regulation of hormone content in the body, as it has the ability to change an inactive protein with unsubstantial hormonal effect on the body, to a fully active protein with a meaningful hormonal effect.

For peptide hormones, the conversion process from prohormone to hormone (pro-protein to protein) typically occurs after being exported to the endoplasmic reticulum and often requires multiple processing enzymes. Proamylin, which is cosecreted with proinsulin, requires the above three factors and an amidating monooxygenase to convert itself to an active hormone. Some pro-protein precursors, such as preproinsulin, also go through this process, with the added step of removing a signal peptide by signal peptidases, to convert said precursors into prohormones.

Uses

Prohormone supplements

The most everyday use of prohormones is as supplements for muscle growth via ergogenic and anabolic agents. Prohormone supplements became popular from 1960 to 2001 and became used unregulated in Major League Baseball before select prohormones such as androstenedione and androstenediol became banned in the United States' Anabolic Steroid Control Act of 2004. Many prohormone supplements that were claimed to impart anabolic or ergogenic effects in men were banned for their poor side effects, commonly in supplements such as in 3β-hydroxy-5α-androst-1-en-17-one, commonly known as 1-testosterone, which are as follows:

• Acne
• Hair loss
• Increased risk of heart disease
• Kidney and liver dysfunction
• Hypertension
• Impotence

Many prohormone supplements such as 1-testosterone were legal in the United States until reclassified as a Schedule III drug in 2005. However, many illegal prohormones like 1-testosterone are currently being sold legally and marketed by brands such as “Advanced Muscle Science” as 1-androsterone, and are labeled to contain 1-androstenedione-3b-ol,17-one. Only through a recent clinical study has it been shown that the 1-androsterone in the capsules being sold was identified using semi-quantitation and confirmed to be 1-testosterone.

Research surrounding other prohormones and prohormone supplements is limited, so many side effects are unknown regarding both legal and illegal prohormone supplements.

こちらも参照

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