Vliv rozdílných fyzikálních podmínek uskladnění mGH na jeho strukturu a funkci

Výzkumný tým italských vědců pod vedením Vitaliana Borromea se zabýval ve své studii vlivem podmínek při skladování na strukturu a funkci rekombinantního norčího růstového hormonu. Získané poznatky ale mohou být významné i pro humánní medicínu.

Norčí somatotropin (mGH ) by mohl být využíván jako důležitý faktor zvyšující produkci norčí kožešiny. S použitím rekombinantní DNA technologie je možné vytvořit velké množství mGH. Norčí somatotropin je syntetizován bakteriemi Escherichia coli upravenými pomocí rekombinantních technologií. Somatotropin je možné klonovat a sekvenovat.

Pomocí metod FTS (spektroskopie s Fourierovou transformací), ELISA (enzyme-linked immunoassay) a bioanalýzy (bioassay) in vitro byla studována struktura a funkce mGH skladovaného v rozdílných podmínkách. Pro srovnání byl použit porcinní (vepřový) somatotropin (pGH). Poté co byly tyto dva hormony skladovány stejným způsobem, měly stejnou sekundární strukturu, stejnou biologickou i imunologickou účinnost a biologický potenciál. Lišil se pouze imunologický potenciál , který byl u mGH podstatně nižší než u pGH.

• Účinnost (efficacy) neboli vnitřní aktivita (intrinsic activity) je schopnost látky pozměnit vlastnosti receptoru determinovaná jejími chemickými vlastnostmi.
• Potenciál (potency) je schopnost látky vyvolat v systému odpověď. Tato schopnost je ovlivněna třemi faktory – hustotou receptorů, vnitřní aktivitou a afinitou k receptorům.

Fyzikální podmínky vedoucí k denaturaci a následná renaturace

Ve studii byl sledován vliv rozdílných fyzikálních podmínek panujících při skladování somatotropinu na jeho strukturu. Ve většině případů došlo k denaturaci proteinu, po následné renaturaci ale nebyly pozorovány významné strukturální ani funkční změny. Skladování při vysokém a nízkém pH a ve zmrazeném stavu nebo při teplotě 4 °C v 5% glycerolu neovlivnilo sekundární strukturu ani vnitřní aktivitu GH.

• Lyofilizace je postup izolace pevné látky z tekutiny zmrazením tekutiny a odpařením ledu ve vakuu.

Lyofilizace ale způsobila podstatné změny v sekundární struktuře somatotropinu. Došlo ke zvýšení podílu úseku α-helixu, který je ukryt (orientován dovnitř molekuly), a tím pádem méně přístupný pro interakci s receptory.

Konformační změny byly spojeny se snížením imunologického a biologického potenciálu mGH a imunologického potenciálu pGH. Tato studie dokumentuje konformační změny vyvolané lyofilizací a umožňuje vědcům i lékařům vytvořit si lepší představu o sekundární struktuře mGH a o jejím vlivu na farmakologické a imunologické funkce somatotropinu.

(hak)

Zdroj: Mink Growth Hormone Structural–Functional Relationships: Effects of Renaturing and Storage Conditions. Protein J 2008;27:170–180. DOI 10.1007/s10930-007-9120-1