Stanniocalcina - Stanniocalcin

Stanniocalcina (inicialmente nomeado hipocalcina ou teleocalcin ou parathyrin ) é uma família de hormonas que regulam cálcio e fosfato de equilíbrio no corpo. A primeira stanniocalcina descoberta foi em peixes e foi identificada como o principal fator redutor de cálcio ( hipocalcêmico ). Foi isolado de órgãos especiais em peixes chamados corpúsculos de Stannius , daí o nome stanniocalcina. Quimicamente, as stanniocalcinas são proteínas glicosiladas (ou seja, proteínas contendo carboidratos ou glicoproteínas ) com massa molecular de 50 kDa . Eles existem em pares moleculares ( homodímeros ) e são unidos por ligação dissulfeto . As stanniocalcinas são compostas por aproximadamente 250 aminoácidos.

Descoberta

Em 1839, o anatomista alemão Hermann Friedrich Stannius descobriu um par de novas estruturas dentro dos rins de esturjão e peixes ósseos. Ele acreditava que eles eram uma espécie de glândula adrenal (encontrada em mamíferos) nesses peixes. Em 1896, o fisiologista francês A. Petit demonstrou que a remoção de uma das estruturas levava à degeneração da outra. Ele sugeriu que essas estruturas eram órgãos endócrinos. Em 1908, o zoólogo italiano Ercole Giacomini foi o primeiro a descrever que essas estruturas estavam presentes apenas em peixes sem glândula paratireóide . Ele os distinguiu e chamou de "interrenal posterior" da porção anterior do rim, que ele chamou de "interrenal anterior". Um fisiologista francês M. Fontaine relatou que os corpúsculos eram responsáveis ​​pelo controle do nível de cálcio no sangue. Em 1971, Peter KT Pang da Universidade de Yale mostrou no killifish macho , Fundulus heteroclitus , que os corpúsculos controlam o metabolismo do cálcio. Ele descobriu que a remoção do corpúsculo levava ao desenvolvimento de cálculo renal e ao aumento do nível de cálcio sérico. Em meados da década de 1970, foi confirmado que os corpúsculos secretam um fator que pode reduzir o nível de cálcio, semelhante à calcitonina, mas completamente diferente. e Pang deu o nome potencial de "hipocalcina". O composto químico foi isolado em 1986 do salmão sockeye ( Oncorhynchus nerka ) e, por ser de um teleósteo, foi denominado "teleocalcina". Um melhor isolamento foi relatado em 1988 em diferentes espécies, incluindo enguia europeia, tilápia, peixe dourado e carpa. Percebeu-se que tanto a hipocalcina quanto a teleocalcina são iguais. Foi demonstrado de forma conclusiva que o composto isolado foi o fator que reduz o nível de cálcio nesses peixes. Em 1990, a composição química exata e a guerra de biossíntese funcionaram, e recebeu o nome de "stanniocalcina", pois se descobriu que era produzida exclusivamente pelos corpúsculos de Stannius. A sequência de aminoácidos completa foi descrita em 1995.

Estrutura

A stanniocalcina é uma glicoproteína que existe em um homodímero, ou seja, duas moléculas de peptídeo semelhantes combinadas. Cada molécula é composta por 179 aminoácidos. A sequência peptídica é caracterizada pela presença de 11 resíduos de meio-Cys e um local de glicosilação N-ligado . A sequência real de aminoácidos e o comprimento total diferem entre as espécies, portanto, o peso molecular. Na maioria das espécies, tem 54 kDa de tamanho. Embora seja apenas 44 kDa no salmão do Atlântico . No salmão camarada, o homodímero é unido por uma única ligação dissulfeto intermonomérica em Cys169. Cada monômero, por sua vez, contém cinco ligações dissulfeto intramonoméricas formadas entre Cys12-Cys26, Cys21-Cys41, Cys32-Cys81, Cys65-Cys95 e Cys102-Cys137. Sua síntese é regulada pela expressão do mRNA STC (estanioclacina). A sequência de mRNA STC varia de espécie para espécie. Por exemplo, no salmão, tem aproximadamente 2 quilobases de comprimento e codifica um produto de tradução primário de 256 aminoácidos. Os primeiros 33 resíduos compreendem a região pré-pro (forma inativa) do hormônio, enquanto os 223 resíduos restantes constituem a forma madura do hormônio. Uma sequência de consenso de glicosilação ligada a N foi identificada na região de codificação da proteína, bem como um número ímpar de resíduos de meia cisteína, o último dos quais permitiria a ligação intercadeia ou dimerização de subunidades monoméricas.

Função

Em peixes ósseos, a stanniocalcina é o principal hormônio que regula o nível de cálcio. Embora outro hormônio redutor do cálcio, a calcitonina, também esteja presente, esses peixes requerem um hormônio mais eficiente, pois o cálcio entra rapidamente no sangue através das guelras e da parede intestinal. Conseqüentemente, os locais-alvo da estaniocalsina são as guelras e o intestino, onde a captação (absorção) do cálcio é diretamente inibida. O aumento do cálcio sérico desencadeia a liberação de stanniocalcina. Ao contrário da calcitonina, também regula o nível de fosfato. Ele inibe a excreção de fosfato do rim.

Variação em outros animais

A stanniocalcina também foi detectada em mamíferos. Em mamíferos, existem duas formas variantes, STC1, que é fundamentalmente semelhante à stanniocalcina de peixe, e STC2, que é mais diferente em estrutura e função. Em invertebrados, sanguessugas de água doce contêm o hormônio. Nas sanguessugas, é produzido nas células de gordura ( adipócitos ).

STC1

STC1 foi descoberto em 1995 a partir de rim humano. Foi demonstrado que o extrato de rim humano produziu a mesma ação inibidora de cálcio quando injetado em um peixe. O gene que produzem STC1 , STC1 situa-se no braço curto do cromossoma 8 humano (posição p21.2). O mRNA de STC1 é formado no coração, pulmão, fígado, glândula adrenal, próstata e ovário, indicando que esses são os locais de síntese. O ovário contém o nível mais alto de mRNA STC1. A stanniocalcina de peixes e o STC1 de mamíferos estão intimamente relacionados e são cerca de 50% semelhantes em sua estrutura. Ambos são responsáveis ​​pelo equilíbrio do cálcio e do fosfato. Em mamíferos, a função predominante de STC1 é ativar a reabsorção de fosfato no intestino delgado e nos túbulos proximais do rim.

STC2

STC2 foi descoberto a partir do banco de dados de DNA humano. Em humanos, o STC2 é produzido pelo gene STC2 que está localizado no braço longo do cromossomo 5 humano (posição q35.1). É muito diferente do STC1 e mostra apenas 34% de similaridade. O mRNA de STC2 é encontrado no pâncreas, rim, baço e músculos esqueléticos.

Importância médica

As stanniocalcinas de mamíferos são conhecidas por estarem relacionadas ao desenvolvimento de câncer, como câncer de mama e de ovário. Nestes cancros, STC1 e STC2 são produzidos excessivamente. Sua localização nos cromossomos são os locais dos genes para a formação do tumor. No câncer de mama, os hormônios elevados correspondem ao aumento dos receptores de estrogênio. STC1 aumentado está especificamente ligado a outros tipos de câncer, incluindo leucemia, câncer colorretal, carcinoma e câncer de pulmão. STC2 está relacionado ao câncer cervical e câncer de ovário.

Referências

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