Proopiomelanocortina

Qué es la proopiomelanocortina

El gen POMC se localiza en el cromosoma 2 (región 2p23.3) y codifica un precursor algo mayor, la pre-POMC, a la que se le retira una secuencia señal durante la traducción para dar lugar a la POMC madura, de unos 240 aminoácidos. Se produce principalmente en las células corticotropas de la adenohipófisis, pero también en el lóbulo intermedio de la hipófisis, en neuronas del núcleo arcuato del hipotálamo, en la piel y, en menor medida, en los linfocitos.

Sobre el nombre existe alguna variación admitida. La Real Academia Nacional de Medicina recoge también la forma "propiomelanocortina", y advierte de que la grafía con guion, "pro-opiomelanocortina", no es correcta.

Un mismo precursor, distintos productos según el tejido

La molécula de POMC contiene hasta ocho puntos de corte potenciales, y de ellos pueden obtenerse hasta diez péptidos biológicamente activos distintos. Qué combinación se produzca en cada célula depende de qué enzimas de la familia de las convertasas de prohormonas estén presentes en ella.

En las células corticotropas de la hipófisis anterior, donde solo se expresa la convertasa PC1/3, el corte se detiene pronto: el resultado principal es la ACTH, junto con la beta-lipotropina. En el lóbulo intermedio de la hipófisis, en las neuronas hipotalámicas del núcleo arcuato y en la piel, en cambio, coexisten la PC1/3 y una segunda enzima, la PC2, que continúa el trabajo de corte. Ahí la propia ACTH se fragmenta en alfa-MSH y en un péptido menor conocido como CLIP, y la beta-lipotropina se divide en gamma-lipotropina y beta-endorfina. El mismo precursor, procesado de otra manera, produce un juego de hormonas casi por completo distinto.

El sistema de la melanocortina y la regulación del apetito

La ACTH, las distintas formas de MSH y varios de sus fragmentos reciben, en conjunto, el nombre de melanocortinas, porque todas actúan sobre una misma familia de receptores acoplados a proteína G, del MC1R al MC5R. El MC1R media el efecto de la MSH sobre el melanocito; el MC2R es, de hecho, el receptor propio de la ACTH en la corteza suprarrenal. El MC5R interviene en glándulas exocrinas de función menor.

El MC3R y, sobre todo, el MC4R tienen un papel distinto: se expresan en el hipotálamo y participan en el control del apetito y el gasto energético. Las neuronas productoras de POMC del núcleo arcuato se activan cuando la leptina señala que las reservas de grasa son suficientes, y liberan alfa-MSH, que actúa sobre el MC4R para reducir la ingesta. Un grupo de neuronas vecino, con el neuropéptido AgRP, hace justo lo contrario. Mutaciones que alteran el gen POMC o el propio receptor MC4R se cuentan hoy entre las causas genéticas mejor caracterizadas de obesidad de inicio muy temprano, aunque se trata de una alteración descrita en muy pocos pacientes.

Historia del descubrimiento

Durante buena parte del siglo XX se dio por hecho que la ACTH y las endorfinas se sintetizaban por separado. La idea de un precursor común no se demostró hasta 1977, cuando Mains, Eipper y Ling identificaron, en células tumorales de hipófisis de ratón, una única proteína de alto peso molecular reconocida a la vez por anticuerpos contra la ACTH y contra la beta-endorfina.

La confirmación definitiva llegó dos años después. En 1979, Nakanishi y su equipo clonaron el ADN complementario de la proteína bovina, lo que no solo confirmó la hipótesis del precursor único, sino que reveló la existencia de tramos enteros de la molécula, situados hacia el extremo inicial, que nadie había previsto hasta entonces. Fue el investigador Michel Chretien quien propuso, a partir de ese hallazgo, el nombre de "proopiomelanocortina" para designar a la proteína completa. Identificar las enzimas responsables de los cortes tardaría todavía más: no se supo qué convertasas intervenían hasta comienzos de los años noventa, cuando se relacionaron con una proteasa de levadura descrita mucho antes.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la hipófisis produce sobre todo ACTH y la piel sobre todo MSH, si ambas parten de la misma proteína?

Por el equipo de enzimas de corte disponible en cada tejido. Donde solo actúa la convertasa PC1/3, como en la hipófisis anterior, el procesamiento se detiene en la ACTH; donde además está presente la PC2, como ocurre en la piel o en el hipotálamo, el corte continúa y transforma la ACTH en MSH.

¿Se escribe correctamente "pro-opiomelanocortina", con guion?

No. La forma con guion se considera incorrecta; la grafía recomendada es "proopiomelanocortina", y también se admite "propiomelanocortina".

¿Cuántos péptidos distintos puede producir la POMC?

Hasta diez, según el tejido y las convertasas presentes en él. Entre ellos figuran la ACTH, varias formas de MSH, la beta-endorfina y la beta-lipotropina.

¿Quién descubrió que la ACTH y las endorfinas comparten origen?

La primera evidencia llegó en 1977, de la mano de Mains, Eipper y Ling, que identificaron un precursor común en células de hipófisis. Dos años más tarde, Nakanishi y sus colaboradores clonaron el ADN complementario de la proteína bovina y confirmaron sin ambigüedad la hipótesis. El nombre "proopiomelanocortina" no llegó hasta entonces: lo propuso Michel Chretien al ver la estructura completa que había revelado la clonación. Quedaba, sin embargo, un misterio pendiente: qué enzimas ejecutaban los cortes. Esa pregunta no se resolvió hasta comienzos de los años noventa, cuando la comparación con una proteasa de levadura permitió identificar a las convertasas responsables. Entre el hallazgo inicial y la comprensión completa del mecanismo pasaron, en total, más de tres lustros.

Referencias

1. Real Academia Nacional de Medicina. Proopiomelanocortina. Diccionario de términos médicos.
2. Orphanet. Obesidad por deficiencia de pro-opiomelanocortina.
3. Harno E, Ramamoorthy TG, Coll AP, White A. 60 years of POMC: the proopiomelanocortin gene: discovery, deletion and disease. Journal of Molecular Endocrinology, 2016.
4. Toda C, Kim JD, Diano S. POMC: the physiological power of hormone processing. Physiological Reviews.