Receptor de melanocortina 4 - Melanocortin 4 receptor

MC4R
Protein MC4R PDB 2IQP.png
Estruturas disponíveis
PDB Pesquisa Ortholog: PDBe RCSB
Identificadores
Apelido MC4R , receptor de melanocortina 4, BMIQ20
IDs externos OMIM : 155541 MGI : 99457 HomoloGene : 4320 GeneCards : MC4R
Ortólogos
Espécies Humano Mouse
Entrez
Conjunto
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_005912

NM_016977

RefSeq (proteína)

NP_005903

NP_058673

Localização (UCSC) Chr 18: 60,37 - 60,37 Mb Chr 18: 66,86 - 66,86 Mb
Pesquisa PubMed
Wikidata
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O receptor de melanocortina 4 é um receptor de melanocortina que, em humanos, é codificado pelo gene MC4R . Ele codifica a proteína MC 4 , um receptor acoplado à proteína G que se liga ao hormônio estimulador dos melanócitos α (α-MSH). Em modelos de camundongos , os receptores MC 4 estão envolvidos no comportamento alimentar, na regulação do metabolismo, no comportamento sexual e na função erétil masculina.

Significado clínico

Em 2009, dois grandes estudos de associação do índice de massa corporal (IMC) em todo o genoma confirmaram a associação de variantes de cerca de 150 quilobases a jusante do gene MC4R com resistência à insulina , obesidade e outras características antropométricas. MC4R também pode ter utilidade clínica como um biomarcador para prever a suscetibilidade individual a efeitos adversos induzidos por drogas que causam ganho de peso e anormalidades metabólicas relacionadas. Outro GWAS realizado em 2012 identificou vinte SNPs localizados ~ 190 Kb a jusante do MC4R em associação com ganho de peso induzido por antipsicóticos grave . Este locus coincidiu com a região previamente identificada nos estudos de 2009. O polimorfismo rs489693, em particular, sustentou um sinal estatisticamente robusto em três coortes de replicação e demonstrou efeitos recessivos consistentes. Esta descoberta foi replicada novamente por outro grupo de pesquisa no ano seguinte. De acordo com o acima, os agonistas do receptor MC 4 ganharam interesse como tratamentos potenciais para obesidade e resistência à insulina, enquanto os antagonistas do receptor MC 4 atraíram interesse como tratamentos potenciais para a caquexia . As estruturas do receptor em complexo com o agonista setmelanotide e o antagonista SHU9119 foram determinadas.

Agonistas do receptor MC 4 como bremelanotida (PT-141), PL-6983 e PF-00446687 estão sob investigação como tratamentos potenciais poderosos para disfunção sexual feminina e masculina , incluindo distúrbio do desejo sexual hipoativo e disfunção erétil . Bremelanotida e melanotan II já são usados ​​para aumentar a sexualidade pela população em geral por meio de sua acessibilidade por meio de vendedores de drogas online . Verificou-se que o agonista não seletivo do receptor de melanocortina afamelanotida (NDP-α-MSH) induz a expressão do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) no cérebro do roedor por meio da ativação do receptor MC 4 e medeia a neurogênese "intensa" e a recuperação cognitiva em um modelo animal da doença de Alzheimer . Os antagonistas do receptor MC 4 produzem pronunciados efeitos antidepressivos e ansiolíticos em modelos animais de depressão e ansiedade . E agonistas do receptor MC 4 , como melanotan II e PF-00446687 , via ativação do sistema central de oxitocina , foram encontrados para promover a formação de ligações de pares em ratos-da-pradaria e, devido a esses efeitos pró-sociais , foram sugeridos como possíveis tratamentos para déficits sociais em transtornos do espectro do autismo e esquizofrenia .

Em 2008, foi relatado que as mutações MC4R estavam associadas à obesidade humana hereditária . Eles foram encontrados em heterozigotos , sugerindo um padrão de herança autossômica dominante. No entanto, com base em outras pesquisas e observações, essas mutações parecem ter uma penetrância incompleta e algum grau de codominância . Tem uma prevalência de 1,0–2,5% em pessoas com índices de massa corporal superiores a 30, tornando-se o defeito genético mais conhecido que predispõe as pessoas à obesidade.

Em uma meta-análise de todo o exoma em três coortes (UKB, GHS e MCPS), havia 16 genes para os quais havia variantes genéticas associadas ao IMC.

Entre os 16 genes, a análise identificou dois para os quais raras mutações são conhecidas por causar obesidade monogênica: MC4R e PCSK1 (pró-proteína convertase subtilisina / kexina tipo 1). Um estudo fornece evidências genéticas ligando a variação de codificação rara ao IMC e fenótipos relacionados à obesidade.

As mutações do gene MC4R estão associadas à obesidade severa de início precoce e o efeito das mutações na opacidade nestes dois genes codificadores heterozigotos entre as mutações no gene MC4R (C293R e S94N) são:

• Aumento rápido de peso desde tenra idade (a característica mais importante).

• Desenvolvimento de obesidade grave (IMC ≫ percentil 97) em idades precoces, geralmente <3 anos de idade.

• Comportamento persistente de busca de alimentos, principalmente relatado a partir dos seis meses de idade.

• Dados antropométricos dos pais / irmãos: suspeite se os parentes apresentam dados antropométricos normais.

• Alta estatura / velocidade de crescimento aumentada (diabetes monogênica MC4R). Existem opções de tratamento limitadas para a forma mais comum de obesidade monogênica. Os sintomas das mutações MC4R podem ser tratados com liraglutida agonista do receptor do peptídeo 1 semelhante ao glucagon, que causa perda de peso ao reduzir o apetite. Eles descobriram que os efeitos da liraglutida 3,0 mg por dia durante 16 semanas causam redução do peso e da glicose e podem ser um tratamento relevante na forma mais comum de obesidade monogênica.

Interações

Foi demonstrado que o receptor MC 4 interage com a proopiomelanocortina (POMC). POMC é um pró-hormônio peptídeo precursor que é clivado em vários outros hormônios peptídicos. Todos os ligantes endógenos de MC 4 são produzidos pela clivagem desse peptídeo precursor. Esses agonistas endógenos incluem α-MSH , β-MSH , γ-MSH e ACTH .

Ca2 + como um cofator para ligação ao ligante

Os GPCRs podem se ligar a uma ampla variedade de ligantes extracelulares, incluindo cátions fisiológicos. Estudos biológicos e farmacológicos implicaram anteriormente tanto o Zn2 + quanto o Ca2 + na função de vários membros da família de receptores da melanocortina. Existe Ca +2 na estrutura ligada ao agonista. As pesquisas levantam a hipótese de que o Ca2 + estabiliza a bolsa de ligação ao ligante e funciona como um cofator endógeno para a ligação de α-MSH ao MC4R. É provável que Ca2 + se ligue quando o receptor é exposto a concentrações extracelulares de Ca2 + (~ 1,2 mM no espaço extracelular do sistema nervoso central), mas pode não ser ligado intracelularmente (concentração de Ca2 +: 100 nm), sugerindo assim um papel regulador potencial para Ca2 + na dinâmica de ligação a α-MSH.

A sinalização ao longo da via da fosfolipase C pode aumentar significativamente a concentração de Ca2 + intracelular, e isso pode constituir um feedback positivo da sinalização de MC4R ou outros receptores que resultam em fluxo de Ca2 +. Esta descoberta destaca a plasticidade e a regulação e controle multifacetados desse receptor e ajudará no projeto de drogas com base na estrutura de próxima geração de terapêuticas para a obesidade relacionada ao MC4R.

Ligantes

Agonistas

Não seletivo

Seletivo

Antagonistas

Não seletivo

Seletivo

Desconhecido

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos

Este artigo incorpora texto da Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos , que é de domínio público .