蛋白質組學/蛋白水解加工/分泌途徑中的蛋白水解加工
前體蛋白的蛋白水解加工調節許多細胞過程，例如基因表達、胚胎發生、細胞週期、程式性細胞死亡、細胞內蛋白質靶向和內分泌/神經功能。所有這些過程都需要前體蛋白的蛋白水解裂解，在這種情況下，可以透過分泌途徑中的絲氨酸蛋白酶來完成。這些蛋白酶是鈣依賴性絲氨酸內切蛋白酶，與酵母和枯草桿菌蛋白酶有關，因此被稱為枯草桿菌樣前蛋白轉化酶 (SPCs) 或 PCs。到目前為止，他們在哺乳動物中鑑定並表徵了該家族的七個成員，它們具有保守的訊號肽、前區、催化和 P 結構域，但它們的 C 末端結構域不同。這些蛋白酶透過自身催化裂解 N 末端前肽而被啟用，就像枯草桿菌蛋白酶一樣，這對於摺疊和活性是必需的。研究預測，由於 P 結構域的摺疊，形成了一個八股 β 桶，該結構域透過疏水斑塊與催化結構域相互作用。摺疊和活性需要一個名為 P 或 Homo B 結構域的 150 個氨基酸的下游結構域，該結構域起調節作用，影響鈣依賴性和 pH 最佳值。在這裡，C 末端區域在亞細胞定位中起著次要作用。弗林蛋白酶是 SPCs 的七個成員之一，可以作為其他 PCs 的模型。自動啟用機制涉及前結構域的分子內裂解，這使得弗林蛋白酶能夠從內質網 (ER) 中出來。直到裂解的非活性酶到達反式高爾基網路 (TGN)，在那裡鈣豐富的環境和酸性 pH 條件促進了前結構域的解離，前結構域才以非共價鍵與之相連。為了完全啟用，在第二步裂解中，前結構域內會發生進一步的抑制反應。胰島素原、胰高血糖素原和 POMC 是研究得比較透徹的肽激素前體。PCs 負責在每個前體中的特定位點進行裂解。最常見的裂解位點是 KR 和 RR。胰高血糖素原在 α 細胞中由 PC2 加工，在腸道 L 細胞中由 PC1/PC3 加工，並釋放活性形式的胰高血糖素樣肽，即 GLP-1 和 GLP-2。轉化酶 PC2 和 PC1/PC3 主要在腦和神經內分泌系統中表達，以作用於分泌途徑中的神經肽前體。葡萄糖是神經內分泌細胞中的第二信使，它調節 PC2 和 PC1/PC3 的轉錄和翻譯。其他轉化酶，如在睪丸中表達的 PC4 和缺乏 TM 結構域的 PC6 同種型屬於 PC 家族。最近發現的轉化酶是 PC7、弗林蛋白酶、PACE4 和 PC6B。這些在肝臟、腸道、大腦、神經內分泌系統等組織中表達。除了枯草桿菌樣前蛋白轉化酶之外，還有許多未識別的酶參與單鹼性殘基和不尋常位點的裂解。