# Pro-opiomelanocortine

Het pro-opiomelanocortine (POMC) is een precursorpolypeptide met 241 aminozuurresiduen. POMC wordt gesynthetiseerd in de corticotrofe cellen van de hypofysevoorkwab, de hypothalamus, de placenta en het epitheel uit de 267 aminozuren lange polypeptideprecursor pre-pro-opiomelanocortine (pre-POMC) door de verwijdering van een 26 aminozuren lange signaalpeptide tijdens translatie. POMC maakt deel uit van het centrale melanocortine systeem.

## Structuur en verwerking

POMC :
| γ-MSH | ACTH | ACTH | β-lipotropine | β-lipotropine | β-lipotropine | β-lipotropine |
| | α-MSH | CLIP | γ-lipotropine | γ-lipotropine | β-endorfine |
| | | | | β-MSH | |
Het menselijke POMC bestaat uit 241 aminozuren. Het gen bevindt zich op het chromosoom 2-gedeelte 2p23.3.
Het prohormoon wordt weefselspecifiek enzymatisch gesplitst in verschillende peptidehormonen:
* Corticotropine (ACTH)
* Corticotropine-achtige tussenvormpeptide (CLIP)
* Melanocyt-stimulerende hormonen (MSH): α-MSH, β-MSH, γ-MSH, 𝛿-MSH (aanwezig in haaien) en ε-MSH (aanwezig in sommige beenvissen))
* γ-Lipotropine (γ-LPH)
* β-Lipotropine (β-LPH)
* β-endorfine
De productie van β-MSH vindt plaats bij mensen, maar niet bij muizen of ratten vanwege de afwezigheid van de enzymatische verwerkingsplaats in het POMC van knaagdieren.
In de hypofysevoorkwab worden corticotropine (ACTH) en β-lipotropine afgesplitst, in de hypofysemiddenkwab worden CLIP, α-MSH, γ-LPH en β-endorfine uitgescheiden. Splitsingsplaatsen bestaan uit de sequenties Arg-Lys, Lys-Arg of Lys-Lys.
Deze hormonen spelen een rol bij pijn, homeostase van de lichaamstemperatuur, lichaamsgewicht, stimulatie van melanocyten, regulering van hongergevoel en seksualiteit.
Mutaties in dit gen zijn in verband gebracht met een bepaalde vorm van vroege obesitas, bijnierschorsinsufficiëntie en rode haarkleur.
Enzymen die verantwoordelijk zijn voor de verwerking van POMC-peptiden zijn onder meer prohormoon convertase 1 (PC1), prohormoon convertase 2 (PC2), carboxypeptidase E (CPE), peptidyl-α-amiderende mono-oxygenase (PAM), N-acetyltransferase (N-AT) en prolylcarboxypeptidase (PRCP).

## Regulering door de fotoperiode

De niveaus van pro-opiomelanocortine worden bij sommige dieren indirect gereguleerd door de fotoperiode. De regulatie ervan hangt af van de route van schildklierhormonen die rechtstreeks door de fotoperiode wordt gereguleerd. Een voorbeeld zijn de Russische dwerghamsters die, afhankelijk van de fotoperiode, fysiologische seizoensveranderingen ondergaan. Tijdens de lente, wanneer er meer dan 13 uur licht per dag is, bevordert jodothyroninedeiodinase 2 (DIO2) de omzetting van het prohormoon thyroxine (T$_4$) in het actieve hormoon tri-iodothyronine (T$_3$) door de verwijdering van een jodiumatoom op de buitenring. Het zorgt ervoor dat T$_3$ zich kan binden aan de schildklierhormoonreceptor (TR), die zich vervolgens bindt aan schildklierhormoonresponselementen (TRE's) in de DNA-sequentie. De proximale promotorsequentie van POMC bevat twee halve locaties van schildklierreceptor 1b (Thrb): TCC-TGG-TGA en TCA-CCT-GGA, wat aangeeft dat T$_3$ mogelijk in staat is POMC-transcriptie direct te reguleren. Om deze reden neemt het POMC-niveau tijdens de lente en de vroege zomer toe als gevolg van het verhoogde niveau van T$_3$.
Tijdens de herfst en winter, wanneer er minder dan 13 uur licht per dag is, verwijdert joodthyroninedesiodinase 3 echter een jodiumatoom dat thyroxine omzet in het inactieve omgekeerde tri-iodothyronine (rT$_3$), of dat het actieve tri-iodothyronine omzet in di-iodothyronine (T$_2$). Bijgevolg is er minder T$_3$ en blokkeert het de transcriptie van POMC, waardoor de niveaus ervan tijdens deze seizoenen dalen.
Invloeden van fotoperioden op relevante vergelijkbare biologische endocriene veranderingen die veranderingen in de schildklierhormoonregulatie bij mensen aantonen, moeten nog adequaat worden gedocumenteerd.

## Klinische betekenis

Een studie concludeerde dat polymorfisme van een pro-opiomelanocortine gen alleen bij zwaarlijvige patiënten geassocieerd was met hogere nuchtere insulineniveaus. Deze bevindingen ondersteunen de hypothese dat de melanocortineroute het glucosemetabolisme bij zwaarlijvige personen kan moduleren, wat wijst op een mogelijke gen-omgevingsinteractie. De POMC-variant is mogelijk betrokken bij het natuurlijke beloop van polygene obesitas, wat bijdraagt aan het verband tussen diabetes type 2 en obesitas.
Bij patiënten met een sepsis zijn de circulerende plasmaconcentraties van POMC verhoogd. De klinische betekenis wordt momenteel onderzocht. Een verdere verhoging van de systemische beschikbaarheid van glucocorticoïden via infusie van hydrocortison bij muizen met een bloedvergiftiging resulteerde in een onderdrukking van ACTH, een eindproduct van POMC, maar niet in een onderdrukking van POMC.

### Dexamethasonsuppressietest

Bij het syndroom van Cushing is er sprake van te veel cortisol en zal, bij patiënten die verdacht worden van deze aandoening, een test worden toegepast die de cortisol productie remt, zoals de dexamethason remmingstest. Dexamethason is een synthetisch glucocorticosteroïde met een vergelijkbare werking als cortisol. Het werkt alleen ongeveer 60 maal sterker dan cortisol. Bij gezonde personen wordt de ACTH-afgifte geremd door dexamethason, via de negatieve feedbackwerking op de hypofyse en hypothalamus. Bij patiënten met het syndroom van Cushing wordt de ACTH-afgifte echter niet geremd door deze lage dosis dexamethason. Tijdens deze test wordt om 23.00 uur dexamethason (1 mg) toegediend, waarna de volgende ochtend om 08.00 uur de cortisolconcentratie in het bloed bepaald wordt.
* ↑ pro-opiomelanocortin preproprotein [Homo sapiens - Protein - NCBI]. www.ncbi.nlm.nih.gov. Geraadpleegd op 30 december 2020.
* ↑ https://www.uniprot.org/uniprotkb/P01189/entry
* ↑ Dores RM, Cameron E, Lecaude S, Danielson PB (August 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 133 (1): 71–9. PMID 12899848. DOI: 10.1016/S0016-6480(03)00151-5.
* ↑ Harris RM, Dijkstra PD, Hofmann HA (januari 2014). Complexe structurele en regulerende evolutie van de pro-opiomelanocortine-genfamilie. Algemene en vergelijkende endocrinologie: 107–15. PMID 24188887. DOI: 10.1016/j.ygcen.2013.10.007.
* ↑ Manuela Zingl: Risikomarker für die Entwicklung von Übergewicht. Charité, Pressemitteilung vom 28. September 2016 beim Informationsdienst Wissenschaft (idw-online.de), geraadpleegd op 30. september 2016. .
* ↑ Acht Gene färben die Haare rot. Aerzteblatt (14 december 2018).
* ↑ 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 (August 2007). Hypothalamic thyroid hormone catabolism acts as a gatekeeper for the seasonal control of body weight and reproduction. Endocrinology 148 (8): 3608–17. PMID 17478556. DOI: 10.1210/en.2007-0316.
* ↑ Bao R, Onishi KG, Tolla E, Ebling FJ, Lewis JE, Anderson RL, Barrett P, Prendergast BJ, Stevenson TJ (June 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 116 (26): 13116–13121. PMID 31189592. PMC 6600942. DOI: 10.1073/pnas.1902896116.
* ↑ 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 18 (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 (February 2021). The role of pro-opiomelanocortin in the ACTH-cortisol dissociation of sepsis. Critical Care 25 (1): 65. PMID 33593393. PMC 7885358. DOI: 10.1186/s13054-021-03475-y.
* ↑ Téblick A, De Bruyn L, Van Oudenhove T, Vander Perre S, Pauwels L, Derde S, Langouche L, Van den Berghe G (January 2022). Impact of Hydrocortisone and of CRH Infusion on the Hypothalamus-Pituitary-Adrenocortical Axis of Septic Male Mice. Endocrinology 163 (1): bqab222. PMID 34698826. PMC 8599906. DOI: 10.1210/endocr/bqab222.