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激素原

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激素原[1]（prohormone）即激素的前体，一般是指蛋白质或肽类激素的前体，但也包括某些性激素的前体。肽类激素的前体常为表达抑制结构，且具有最小的激素效应，通常是通过蛋白质折叠和将额外的肽链结合到某些末端而产生的，这使得激素受体结合位于其肽激素链片段上的位点不可接近[2]。

激素原可以作为失活形式的激素在血流中流动，准备好稍后通过翻译后修饰在细胞中被激活[2][3]。

身体自然产生激素原作为调节激素表达的一种方式，使它们成为非活性激素的最佳储存和运输单位。 一旦需要表达激素原，蛋白质原转换酶（proprotein convertase）（一种蛋白质）就会裂解激素原并将其分离成一种或多种活性激素[4]。 通常在自然界中，这种裂解过程会立即发生，并且激素原会迅速转化为一组一种或多种肽类激素[5]。

如胰岛素原是胰岛素的无活性前体。日常中所说的“激素原”是指在运动界（通常是健美）中使用的用于增加合成代謝類固醇在体内中的含量而增加训练表现力的某些药物。

結構

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激素原在長度和設計上差異甚大，與肽類激素相似，但其基本結構相同。[2][6]其由一個或多個非活性肽類激素或激素鏈組成，這些鏈以特定方式相互連接以抑制激素表現——通常透過摺疊使鏈的結合端無法接觸，或使其他鏈與該端結合。[6]要誘導激素表現，激素的結合端必須與細胞膜上的受體結合，或在類固醇的情況下，與細胞內的類固醇受體蛋白結合，這兩者皆能介導激素表現。[7]

胰島素原分子；示意性拓撲圖。B鏈（橘色）、C肽（灰色）與A鏈（綠色）。可見C肽與B鏈及A鏈結合，抑制激素表現。當發生裂解產生胰島素時，B鏈與A鏈透過二硫鍵相連，而C肽則被切除並棄置。

某些激素原含有非活性肽類激素以外的結構，其目的在於抑制激素表達。例如，胰島素原含有稱為C肽的額外非激素鏈，該鏈將兩條胰島素肽鏈連接在一起，其設計原理是透過結合兩條鏈的末端——具體而言是其C域連接處——來維持兩條鏈的非活性狀態。研究指出，該連接處正是胰島素原在細胞內與激素表達受體結合的位點。[6]儘管C-肽帶來了限制，但它能折疊胰島素原鏈，使接合端得以暴露，以便後續由前激素轉化酶進行切割。因此，含有C-肽的胰島素原鏈折疊過程，對於胰島素原的正確切割至關重要，唯有如此才能成功產生胰島素。[8]

功能

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激素原能將通常具有活性的蛋白質以非活性肽鏈形式運輸和儲存，儘管在自然界中，它們更常見於細胞蛋白質合成過程中的穩定中間體。[9]以原胰島素為例，其在自然界中作為胰島素的短暫前體存在：於細胞核糖體上合成後，以原胰島素形式運輸至高爾基體，抵達後立即轉化為胰島素，並主要以胰島素形式儲存。[5]

然而，其他非活性蛋白質則以激素原形式存在，例如維生素D（亦稱鈣化醇），人體可透過日照自行合成此物質。[10]

蛋白质原转换酶（英语：Proprotein convertase）是激素原轉化為激素的主要調節因子。該酶位於高爾基體內，透過內切水解作用將肽類激素相互分離，並去除阻礙非活性肽轉化為活性蛋白的延伸胺基酸殘基。基於這項功能，激素原轉化酶成為調節體內激素含量的重要因子之一，因其能將對人體無顯著激素效應的非活性蛋白質，轉化為具實質激素效應的完全活性蛋白質。

對於肽類激素而言，激素原轉化為激素（蛋白质原轉化為蛋白質）的過程通常發生於被輸出至內質網之後，且往往需要多種加工酶共同作用。[11] 與胰島素原共同分泌的胰高血糖素前肽，需經上述三種因子及醯胺化單加氧酶作用方能轉化為活性激素。[12]某些蛋白质原前體（如前胰岛素原）亦經歷此過程，但需額外經信號肽酶切除信號肽，方能將前體轉化為激素原。[11]

用途

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激素原補充劑

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激素原最普遍的用途是作為促進肌肉生長的補充劑，透過增效劑與合成代謝劑發揮作用。[13] 此類補充劑自1960年至2001年間蔚為風潮，並在美國職業棒球大聯盟中未受管制地廣泛使用，直至2004年《美國合成代謝類固醇管制法案》將雄烯二酮、雄烯二醇等特定激素原列為禁用物質。[13][14]

關於其他激素原及激素原補充劑的研究相當有限，因此無論是合法或非法的激素原補充劑，其許多副作用目前仍屬未知。

参看

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参考文献

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  1. ^ 激素原. 术语在线. 全国科学技术名词审定委员会.  （简体中文）
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Friedman, Theodore C.; Cool, David R., Prohormones, Martini, Luciano (编), Encyclopedia of Endocrine Diseases, New York: Elsevier: 91–98, 2004-01-01 [2021-12-04], ISBN 978-0-12-475570-3, doi:10.1016/b0-12-475570-4/01074-x, （原始内容存档于2023-02-24） （英语） 
  3. ^ Miller, Benjamin Frank; Claire Brackman Keane. Miller-Keane Encyclopedia & dictionary of medicine, nursing & allied health 6th. Philadelphia: Saunders. 1997. ISBN 0-7216-6278-1. OCLC 36465055. 
  4. ^ Dhanvantari, Savita; Cawley, Niamh X.; Loh, Y. Peng, Prohormone Convertases, Martini, Luciano (编), Encyclopedia of Endocrine Diseases, New York: Elsevier: 84–90, 2004-01-01 [2021-12-09], ISBN 978-0-12-475570-3, （原始内容存档于2021-12-09） （英语） 
  5. ^ 5.0 5.1 Alarcon, Cristina; Wicksteed, Barton; Rhodes, Christopher J., Insulin Processing, Henry, Helen L.; Norman, Anthony W. (编), Encyclopedia of Hormones, New York: Academic Press: 359–368, 2003-01-01 [2021-12-09], ISBN 978-0-12-341103-7, doi:10.1016/b0-12-341103-3/00175-3, （原始内容存档于2023-02-24） （英语） 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 De Pablo, Flora; de la Rosa, Enrique. Proinsulin: from hormonal precursor to neuroprotective factor. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2011, 4: 20. ISSN 1662-5099. PMC 3171928 可免费查阅. PMID 21949502. doi:10.3389/fnmol.2011.00020 可免费查阅. 
  7. ^ Control of Gene Expression in Eukaryotes. www.ndsu.edu. [2021-12-10]. 
  8. ^ Arunagiri, Anoop; Haataja, Leena; Pottekat, Anita; Pamenan, Fawnnie; Kim, Soohyun; Zeltser, Lori M; Paton, Adrienne W; Paton, James C; Tsai, Billy; Itkin-Ansari, Pamela; Kaufman, Randal J. Gilmore, Reid; Malhotra, Vivek , 编. Proinsulin misfolding is an early event in the progression to type 2 diabetes. eLife. 2019-06-11, 8: e44532. ISSN 2050-084X. PMC 6559786 可免费查阅. PMID 31184302. doi:10.7554/eLife.44532 可免费查阅. 
  9. ^ Goetze, Jens P. Peptide hormones and their prohormones as biomarkers. Biomarkers in Medicine. August 6, 2009, 3 (4): 335–338. PMID 20477480. doi:10.2217/bmm.09.29 –通过Future Medicine. 
  10. ^ Calcium, Institute of Medicine (US) Committee to Review Dietary Reference Intakes for Vitamin D. and; Ross, A. Catharine; Taylor, Christine L.; Yaktine, Ann L.; Valle, Heather B. Del. Overview of Vitamin D. National Academies Press (US). 2011 （英语）. 
  11. ^ 11.0 11.1 Alberts, Bruce; Alexander Johnson; Julian Lewis; Martin Raff; Keith Roberts; Peter Walter. Molecular biology of the cell 4th. New York: Garland Science. 2002. ISBN 0-8153-3218-1. OCLC 48122761. 
  12. ^ Yonemoto, I. T.; Kroon, G. J.; Dyson, H. J.; Balch, W. E.; Kelly, J. W. Amylin Proprotein Processing Generates Progressively More Amyloidogenic Peptides that Initially Sample the Helical State. Biochemistry. August 19, 2008, 47 (37): 9900–9910. PMC 2662778 可免费查阅. PMID 18710262. doi:10.1021/bi800828u –通过American Chemical Society. 
  13. ^ 13.0 13.1 Granados, Jorge; Gillum, Trevor L.; Christmas, Kevin M.; Kuennen, Matthew R. Prohormone supplement 3β-hydroxy-5α-androst-1-en-17-one enhances resistance training gains but impairs user health需要付费订阅. Journal of Applied Physiology. 2014-03-01, 116 (5): 560–569. ISSN 8750-7587. PMID 24381122. doi:10.1152/japplphysiol.00616.2013. 
  14. ^ Text - S.2195 - 108th Congress (2003-2004): Anabolic Steroid Control Act of 2004. www.congress.gov. 2004-10-22 [2021-12-09]. 
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