Pro-opiomelanocortin (POMC) is a precursor protein and synthesized in many different tissues of the body. It is proteolytically cleaved into different biologically active peptides which have different physiological functions based on the tissues they are found. Some of these peptides act in the brain to reduce food intake. The main regulator of the food intake and energy homeostasis is the arcuate nucleus (ARC) within the hypothalamus, and hypothalamic neurons expressing POMC have important roles in the regulation of body weight and energy homeostasis. These neurons are stimulated by the signals from extracellular matrix (ECM) to release the contents of mature POMC vesicles. The active peptides of POMC are released into the ECM and lead to anorexigenic response which suppress the food intake. Due to the important role of POMC in the regulation of body weight, many studies have focused on mutations in POMC of obese people. One of these mutations is Ser9Leu POMC found among children having early-onset obesity. It is located in the signal peptide of POMC which is removed after the co-translation of the protein in the normal state of the cell. In this study, the cellular mechanisms of the Ser9Leu POMC mutation were investigated. It was hypothesized that Ser9Leu POMC inhibits the translocation of POMC into the endoplasmic reticulum (ER) and leads to the accumulation of mutant proteins which may be secreted in the constitutive secretory pathway. Therefore, mouse neuroblastoma cells (N2a) were transfected with wild-type and Ser9Leu POMC DNAs, and secreted proteins from N2a cells were analyzed with the Western blot method using anti-ACTH (adrenocorticotropic hormone). Results revealed that the Ser9Leu POMC mutation did not cause a different effect on the cellular mechanism for its secretion from the neuronal cells.

Pro-opiomelanokortin (POMC) bir prekürsör proteindir ve vücudun birçok farklı dokusunda sentezlenir. Proteolitik kesilmelerle biyolojik aktif peptitler oluşturur ve bu peptitler, bulundukları dokulara göre farklı fizyolojik fonksiyonlara sahiptir. Bu peptitlerin bazıları, besin alımını azaltmak için beyinde görev alır. Besin alımı ve enerji homeostazisi ağırlıklı olarak hipotalamus içindeki arkuat nukleusun (ARC) kontrolünde olup, POMC'yi ekspres eden hipotalamik nöronlar vücut ağırlığı ve enerji metabolizmasının düzenlenmesinde etkin role sahiptirler. Hücre dışı sinyaller, bu nöronları uyararak olgun granüllerin içindekileri salgılamasını sağlar. Böylece, aktif POMC peptitleri salgılanarak, besin alımını baskılayan anoreksijenik etkilere yol açar.POMC'nin vücut ağırlığı regülasyonundaki önemli rolü nedeniyle, birçok çalışma obez insanların POMC genindeki mutasyonlara odaklanmıştır. Bu mutasyonlardan biri, erken başlangıçlı obeziteye sahip çocuklarda bulunan Ser9Leu POMC`dir. Ser9Leu POMC mutasyonu, proteinin translasyonundan sonra kesilerek çıkarılan sinyal peptidinde bulunur. Bu çalışmada, Ser9Leu POMC mutasyonunun hücresel mekanizmaları araştırılmıştır. Ser9Leu POMC'nin, POMC'nin endoplazmik retikuluma (ER) translokasyonunu inhibe ettiği ve konstitütif salgı yolunda salgılanacak mutant proteinlerin birikmesine yol açtığı hipotezi öne sürülmüştür. Bu nedenle, fare nöroblastoma hücreleri (N2a) yabanıl tür ve Ser9Leu POMC DNA'ları ile transfekte edildi ve N2a hücrelerinden salgılanan proteinler ACTH antikoru kullanılarak Western blot yöntemi ile analiz edildi. Çalışma sonuçları, Ser9Leu POMC mutasyonunun, proteinin nöron hücrelerinden salgılanmasına neden olan hücresel mekanizması üzerinde farklı bir etkiye neden olmadığını ortaya koymuştur.