Preproencefalina

Qué es la preproencefalina

El nombre refleja su posición en la cadena de síntesis: el prefijo pre- señala que se trata de la forma inicial, todavía sin procesar, de una molécula; pro- indica que actúa como precursora de otra sustancia biológicamente activa, en este caso la encefalina. Es, por tanto, una prohormona en el sentido estricto del término: un polipéptido inerte que el organismo fabrica primero y recorta después para obtener los péptidos que realmente ejercen función.

El gen que la codifica, denominado PENK, da lugar a un polipéptido de 267 aminoácidos. Su secuencia completa se determinó en 1982, siete años después de que John Hughes y Hans Kosterlitz aislaran las propias encefalinas en la Universidad de Aberdeen. La carrera por describir el precursor fue, de hecho, casi simultánea: en enero de ese año, dos equipos distintos (uno encabezado por Masaharu Noda y Shosaku Numa, otro por Ueli Gubler y Sidney Udenfriend) publicaron por separado la secuencia de la proencefalina bovina, y un tercer grupo, el de Michael Comb y Edward Herbert, hizo lo propio con la versión humana apenas un mes más tarde.

Estructura y procesamiento

La molécula se organiza en dos regiones bien diferenciadas. La porción amino-terminal, de unos setenta aminoácidos y rica en cisteínas, no contiene ninguna secuencia opioide: se conoce como sinencefalina y se libera como fragmento propio durante el procesamiento, con funciones que la investigación ha relacionado con la proliferación celular y con el desarrollo del sistema nervioso central embrionario. El resto de la cadena aloja las secuencias de encefalina propiamente dichas, cada una flanqueada por pares de aminoácidos básicos que actúan como señal de corte para las enzimas conversoras.

Ese recorte enzimático no libera un único producto. La preproencefalina bovina, la primera en secuenciarse, contiene cuatro copias de met-encefalina y una copia de cada uno de estos tres péptidos: leu-encefalina, met-encefalina-Arg6-Phe7 y met-encefalina-Arg6-Gly7-Leu8, este último no descrito hasta entonces. A ellos se suman otros fragmentos de mayor tamaño (el péptido E y el péptido F, entre los más estudiados) cuya función biológica se conoce con menos detalle que la de las encefalinas propiamente dichas.

Un miembro de la familia de precursores opioides

La preproencefalina no trabaja sola. El sistema opioide endógeno dispone de varios genes precursores distintos, cada uno responsable de una familia peptídica: la proopiomelanocortina da lugar a la β-endorfina, la prodinorfina genera las dinorfinas y la pronociceptina se procesa en nociceptina. Los cuatro genes comparten un patrón estructural parecido, con secuencias peptídicas repetidas y flanqueadas por residuos básicos, lo que ha llevado a plantear que proceden, en última instancia, de un mismo gen ancestral duplicado a lo largo de la evolución.

Dentro de esa familia, la preproencefalina se distingue por ser la más prolífica en copias de un mismo péptido activo: ninguno de los otros tres precursores repite su producto principal hasta cuatro veces en una sola molécula.

Localización génica y distribución tisular

El gen PENK se sitúa en el cromosoma 8. Los primeros estudios de hibridación in situ, realizados a finales de los años ochenta, lo situaron en la banda 8q23-q24; las anotaciones genómicas actuales lo ubican en la banda 8q12.1, una diferencia que refleja el refinamiento de las técnicas de cartografiado más que un cambio real en la posición del gen.

Su expresión no se limita al sistema nervioso central. Aparece también en la médula suprarrenal, donde se almacena en los mismos gránulos cromafines que las catecolaminas, y en el tracto gastrointestinal. En los últimos años, un fragmento estable de la proteína, conocido como PENK 119-159, se ha convertido en objeto de investigación como marcador indirecto de la función renal en pacientes críticos, por su correlación inversa con la tasa de filtrado glomerular.

Preguntas frecuentes

¿Tiene la preproencefalina actividad opioide por sí misma?

No. Solo los fragmentos que se liberan tras su procesamiento enzimático, como la met-encefalina y la leu-encefalina, se unen a los receptores opioides.

¿Qué es la sinencefalina?

Es el fragmento amino-terminal de la preproencefalina, una región de unos setenta aminoácidos sin secuencias opioides que se separa del resto de la molécula durante su procesamiento y que parece desempeñar funciones propias, ajenas a la modulación del dolor.

¿En qué año se secuenció por completo?

En 1982.

¿En qué se diferencia de la proopiomelanocortina?

Ambas son precursores de familias opioides distintas, pero no son intercambiables. La proopiomelanocortina da lugar a la β-endorfina y a hormonas no opioides como la ACTH, mientras que la preproencefalina se limita a generar encefalinas y los péptidos asociados de la propia familia PENK. Tampoco coinciden en tamaño ni en el número de copias del péptido activo que contiene cada una.

¿Se emplea hoy con algún fin diagnóstico?

Un fragmento estable derivado de ella se investiga como biomarcador de función renal en el paciente crítico, aunque se trata de un uso todavía circunscrito al ámbito de la investigación clínica.

Referencias

1. Noda M, Teranishi Y, Takahashi H, et al. Isolation and structural organization of the human preproenkephalin gene. Nature, 1982.
2. PENK Gene. GeneCards.
3. Proenkephalin. Wikipedia, la enciclopedia libre.
4. Procesamiento postraduccional de la porción no opioide de la proencefalina (Synencefalina) en el cerebro de la rata. Dialnet.