Биохимия обестатина

История открытия
В 2005 году J.V. Zhang и соавторы, благодаря компьютерному анализу генома человека, идентифицировали обестатин.
Изначально данный гормон позиционировался как полный антагонист грелина и получил название аноректический гормон.

Химическая природа
Обестатин, пептид из 23 аминокислот с молекулярной массой 2516,3D был получен из предшественника препрогрелина состоящего из 117 остатков, что и грелин.
Обестатин предаставлен С-концом, полученным из препрогрелина и образующий α-спираль.
Рис.1 Формула обестатина

Биосинтез и секреция
Обестатин является продуктом гена грелина и вырабатывается преимущественно желудком.
Секреция обестатина является пульсирующей и проявляет ультрадианную ритмичность, аналогичную секреции грелина.
Обестатин также экспрессируется в мозге, где он стимулирует передачу сигналов кальция посредством стимуляции внутриклеточного высвобождения накопления кальция.
Как только обестатин попадает в кровоток, он быстро разрушается рядом протеаз, таких как аминопептидаза и постпролилэндопептидаза.
Период полураспада в плазме является критическим фактором для обестатина

Рис.2 Биосинтез обестатина.

Молекулярный механизм действия
Рис. 3. Механизм действия обестатина

Чжан и соавт. сообщили, что обестатин является родственным лигандом для связанного с G-белком рецептора-39 (GPR39)
Granata et al. сообщили, что обестатин способствует выживанию бета-клеток и островков человека, связываясь с рецептором глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1R), рецептором, через который действуют инкретины.
Обестатин модулирует метаболизм глюкозы путем увеличения секреции инсулина в β-клетках, а также поглощения глюкозы в адипоцитах.
Обестатин регулирует липидный обмен в адипоцитах, либо стимулируя адипогенез и поглощение свободных жирных кислот, либо ингибируя липолиз.

Рис.4. Взаимодействие обестатина и гипоталамуса.
Обестатин может, по крайней мере, частично воздействовать на рецепторы GPR39 в вагинальных афферентных нервных волокнах в желудке, которые передают этот сигнал NTS(ядро одиночного тракта). Сигнал от NTS активируется и проецируется на нейроны CRF(кортикотропный релизинг фактор) и урокортина в PVN(паравентрикулярное ядро) гипоталамуса. Этот сигнал передается в DVC через рецепторы CRF типа 1 и 2. Наконец, этот сигнал может подавлять двигательную активность в антральном отделе и двенадцатиперстной кишке. Пунктирная линия показывает гипотетические корреляции.

Биохимические функции
В бетта клетках:
Обестатин способствует выживанию и пролиферации, снижает апоптоз в β-клетках поджелудочной железы культивируемых либо в условиях голодания в сыворотке, либо в присутствии воспалительных цитокинов.
Недавно было обнаружено, что обестатин также способствует образованию β-клеток in vitro из клеток-предшественников.
В поджелудочной железе обестатин оказывает противовоспалительное действие, было обнаружено, что он уменьшает панкреатит у крыс путем снижения сывороточного уровня провоспалительного интерлейкина-1β 43.

Рис.4. Динамика потребления корма после однократного введения обестатина в дозе 300 нМ/кг.

В адипоцитах жировой ткани:
Обестатин оказывает пролиферативное и антиапоптотическое действие в адипоцитах посредством активации путей PI3K / Akt и ERK1 / 2.
В адипоцитах обестатин способствует транслокации транспортера глюкозы GLUT4 и увеличивает поглощение глюкозы за счет увеличения уровня сиртуина 1 (SIRT1), который функционирует в качестве положительного регулятора транспорта глюкозы и передачи сигналов инсулина в адипоцитах.

Обестатин в физиологической и неопластической клеточной пролиферации
Обестатин усиливает экспрессию нескольких маркеров пролиферации (пептиды PCNA, циклин B1 и MAP киназа), которые участвуют в промотировании митотической фазы клеточного цикла.
Обестатин также может ингибировать экспрессию маркеров пролиферации клеток посредством стимуляции р53, известного блокатора клеточного цикла.
Обестатин активирует пролиферацию клеток в клеточной линии рака желудка, индуцируя пролиферацию клеток путем фосфорилирования митоген-активируемой киназы/ внеклеточной сигнальной киназы 1/2 (ERK1 / 2).

В адипоцитах:
Повышение клеточной дифференцировки.
Повышение экспрессии липогенных генов.
Повышенное поглощение глюкозы.
Транслокация GLUT-4.
Повышение поглощения свободных жирных кислот.
Снижение апоптоза
В бетта клетках:
Повышение пролиферации бетта клеток.
Повышение секреции инсулина.
Снижение апоптоза бетта клеток.
Снижение вероятности развития панкреатита.

Рис.6 Клеточная пролиферация под действием обестатина

Влияние обестатина на сон, чувства и память.
Обестатин индуцировал значительное увеличение времени, проведенного крысами в течение сна без быстрых движений глаз после внутриспинномозгового введние в темное время суток. Данные результаты позволяют предположить, что стимулирующее сон действие центрально вводимого обестатина может быть частью поведенческого проявления сытости, вызванного пептидом.
Carlini et al. сообщили, что грелин явно и в зависимости от дозы увеличивает время памяти и при разных потенциях индуцирует анксиогенез.