ヒトプロインスリンおよびプロホルモン処理中間体のNMRおよび写真CIDNP研究は、エンドペプチダーゼ認識への応用を伴う

プロインスリン - インスリン系は、ポリペプチドホルモンのタンパク質分解プロセシングの一般的なモデルを提供します。2つのプロインスリン特異的エンドペプチダーゼが定義されています。これは、B鎖/Cペプチド接合部（Arg31-ARG32）を切断するタイプI活性と、Cペプチド/A鎖接合部（Lys64-ARG65）を切断するII型活性（。これらのエンドペプチダーゼは、それぞれのジバシック標的部位に特異的です。しかし、そのようなすべての双族部位が切断されるわけではなく、変異体プロインスリンの研究により、追加の配列または構造的特徴が基質特異性の決定に関与していることが実証されています。エンドペプチダーゼの認識に必要な構造要素を定義するために、プロホルモン処理中間体のモデルとして、ヒトプロインスリン、インスリン、および分割プロインスリン類似体の比較1H NMRと光化学動的核分極（光-CIDNP）研究を実施しました。プロインスリンの全体的な立体構造は、インスリンの構造と類似していることが観察され、接続ペプチドはほとんど構造化されていません。プロインスリンの1時間のNMRスペクトルでは、コンフォーマス性物質間の交換を反映して、インスリン特異的アミド共鳴の系統幅で有意な変動が観察されます。同様の交換はインスリンで観察され、接続ペプチドによって減衰されません。プロインスリンの芳香族1H NMR共鳴は、インスリンのスペクトルと類似して割り当てられ、割り当ては化学修飾によって検証されます。予想外に、内部芳香族グループの共鳴によって監視されているように、プロインスリンのインスリン部分では非局所摂動が観察されます。驚くべきことに、これらの摂動は、BC接合部ではなく、CA接合部の接続ペプチドの部位固有の切断によって戻ります。これらの結果は、インスリン特異的な梱包相互作用に影響を与えるCa接合部で安定した局所構造が形成されることを示唆しています。この構造（「Caナックル」に指定）が、II型プロインスリンエンドペプチダーゼの認識要素を提供することを提案します。

The proinsulin-insulin system provides a general model for the proteolytic processing of polypeptide hormones. Two proinsulin-specific endopeptidases have been defined, a type I activity that cleaves the B-chain/C-peptide junction (Arg31-Arg32) and a type II activity that cleaves the C-peptide/A-chain junction (Lys64-Arg65). These endopeptidases are specific for their respective dibasic target sites; not all such dibasic sites are cleaved, however, and studies of mutant proinsulins have demonstrated that additional sequence or structural features are involved in determining substrate specificity. To define structural elements required for endopeptidase recognition, we have undertaken comparative 1H NMR and photochemical dynamic nuclear polarization (photo-CIDNP) studies of human proinsulin, insulin, and split proinsulin analogues as models of prohormone processing intermediates. The overall conformation of proinsulin is observed to be similar to that of insulin, and the connecting peptide is largely unstructured. In the 1H NMR spectrum of proinsulin significant variation is observed in the line widths of insulin-specific amide resonances, reflecting exchange among conformational substates; similar exchange is observed in insulin and is not damped by the connecting peptide. The aromatic 1H NMR resonances of proinsulin are assigned by analogy to the spectrum of insulin, and assignments are verified by chemical modification. Unexpectedly, nonlocal perturbations are observed in the insulin moiety of proinsulin, as monitored by the resonances of internal aromatic groups. Remarkably, these perturbations are reverted by site-specific cleavage of the connecting peptide at the CA junction but not the BC junction. These results suggest that a stable local structure is formed at the CA junction, which influences insulin-specific packing interactions. We propose that this structure (designated the "CA knuckle") provides a recognition element for type II proinsulin endopeptidase.