Белки, связывающие соматотропный гормон Содержание

 [убрать] 

• 1 Белки, связывающие соматотропный гормон

  • 1.1 История

  • 1.2 Природа и химические свойства

• 2 Механизмы и места образования СТГ-связывающих белков

• 3 СТТ-связывающие белки в биологических жидкостях

• 4 Функциональные аспекты

• 5 Регуляция выработки СТГ-связывающего белка

• 6 СТГ-связывающий белок и заболевания

• 7 Методы определения СТГ-связывающих белков

  • 7.1 Влияние высокоаффинного СТГ-связывающего белка на результаты оценки уровня СТГ в сыворотке крови

• 8 Заключение

• 9 Читайте также

• 10 Литература

Белки, связывающие соматотропный гормон

Белки, связывающие соматотропный гормон (growth hormone binding proteins, GHBP), — растворимые белки, которые формируют комплексы с гормоном роста (СТГ) в кровеносной системе. Они представляют собой интегральную часть системы регуляции функции и транспорта соматотропного гормона в крови.

История

Первые сообщения о существовании в крови белков, связывающих соматотропный гормон, появились в 1960-х годах (Irie, Barctt, 1962; Touber, Maingay, 1963; Collip et al., 1964; Hadden, Prout, 1964), но в то время этим данным, как правило, еще не придавалось физиологического значения (Bcrson, Yalow, 1966а, 1966b). В 1977 г. был описан фактор, связывающий СТГ, в сыворотке беременной мыши (Peeters, Friesen, 1977). На это сообщение также не обратили особого внимания. Так продолжалось до момента, когда Бауманн и Херингтон независимо описали, охарактеризовали и частично очистили GHBP из сыворотки человека и кролика (Ymer, Herrington, 1985; Baumann et al., 1986; Hcrington et al., 1986b). Начиная с этого времени, белки, связывающие соматотропный гормон, начали рассматривать как реально существующее явление. Были описаны два СТГ-связывающих белка, один с высоким сродством к гормону, другой — с низким (Baumann et al., 1986). Поскольку с высокоаффииным GHBP работать оказалось довольно просто, он уже вскоре был идентифицирован как эктокомпонент рецептора СТГ (Leung D.W. et al., 1987; Baumann et al., 1988), а для характеристики низкоаффинного СТГ-связывающего белка понадобилось несколько лет исследований (Baumann et al., 1990; Tar et al., 1990), результатом которых стала его идентификация как трансформированного альфа2-макроглобулима (Kratzsch ct al., 1995b). В общем термин СТГ-связывающий белок или GHBP используют для обозначения белков, обладающих высоким сродством (высокоаффинных) к СТГ, и мы в этой главе также будем придерживаться этого правила, если только это не будет оговорено специально.

Природа и химические свойства

Высокоаффинный GHBP представляет собой внеклеточный компонент рецептора СТГ (Leung D.W. et al., 1987; Spencer ct al., 1988). Это гликопротеид, который состоит из одной пептидной цепи, молекулярная масса которого варьирует в широких пределах у разных видов от 28 кДа у кур до 65 кДа у человека. Такие колебания молекулярной массы в значительной степени обусловлены различным характером гликозилирования. Молекулярная масса пептидного остова составляет примерно 28—30 кДа с незначительными отклонениями от этого значения у разных видов животных. Белок, связывающий СТГ, характеризуется значительной эволюционной консервативностью, начиная от рыб и заканчивая человеком, он обнаружен в крови у всех исследованных видов позвоночных. У одних видов он образуется в результате протеолиза рецептора СТГ, у других (грызуны) — синтезируется как самостоятельный белковый продукт (см. далее). Точная структура СТГ -связывающего белка известна лишь для отдельных видов животных, во многих случаях неизвестна структура С-концевого участка. Были обнаружены два субкомпонента, каждый из которых имеет в своем составе р-складчатые листы; субкомпонент 1 на N-конце содержит сайт связывания СТГ, а С-концевой субкомпонент 2 отвечает за димеризацию рецепторов СТГ. Субкомпонент 2 и трансмембранную спираль рецептора СТГ соединяет линейный участок белка, состоящий примерно из 10 аминокислотных остатков (Baumann, Frank, 2002). Точное расположение места расщепления, которое приводит к образованию СТГ-связывающего белка, недавно было картировано на последовательности рецептора соматотропного гормона кролика: расщепление происходит во внеклеточной части белка в области аминокислотного стержня, соединяющего субкомпонент 2 и трансмембранный компонент, так что 238-й аминокислотный остаток становится С-концом GHBP, т. е. расщепление происходит на расстоянии 8 аминокислотных остатков от внешней стороны клеточной мембраны (Wang et al., 2002). На основании сходства последовательности рецептора СТГ кролика на человека в участке, соединяющем внеклеточный компонент с трансмембранным участком белка, можно предполагать, что GHBP имеет аналогичную длину, однако это предположение еще не получило прямых экспериментальных доказательств. У грызунов GHBP представляет собой продукт альтернативного образования мРНК рецептора СТГ, синтез которого происходит de novo. Он содержит на карбоксильном конце “хвост” из 27 и 17 аминокислотных остатков соответственно у мыши и крысы, гомологичный трансмембранному компоненту рецептора (Baumbach et al., 1989; Smith et al., 1989). Последовательность СТГ-связывающего белка мыши содержит соответственно 273 и крысы — 255 аминокислотных остатков. Степень гликозилирования СТГ-связывающего белка варьирует у различных видов, однако сведения в отношении остатков сахаров в составе GHBP крайне ограничены. Белок, связывающий СТГ сыворотки мыши, подвергается гликозидированию по трем аспарагиновым остаткам, тогда как тканевые GHBP (см. далее) содержат меньше углеводов в своем составе и гликозилированы всего по двум аспарагиновым остаткам (Cerio et al., 2002). У крысы СТГ-связывающий белок сыворотки крови содержит сиаловую кислоту, а тканевые GHBP—остатки маннозы (Frick et al., 1998). О подробном строении боковых углеводных цепей не известно ничего. У человека существуют два высокоаффинных СТГ-связывающих белка, которые отличаются наличием в их составе последовательности, кодируемой экзоном 3 гена GHR (Kratzsch et al., 1997b). Эти различия обусловлены полиморфизмом гена GHR в области экзона 3 (Pantel et al., 2000; Seidel et al., 2003). Наличие в составе рецептора СТГ или СТГ-связывающего белка последовательности, кодируемой экзоном 3, не имеет существенного функционального значения для связывания с соматотропный гормоном. В то же время сообщалось о небольших отличиях в корреляциях между содержанием двух изоформ СТГ-связы-вающего белка в сыворотке крови и антропометрическими и/или метаболическими параметрами (Seidel et al., 2003).

Высокоаффинный СТГ-связывающий белок соединяется с константой диссоциации в диапазоне 10-8—10~9 моль (Ymer, Herington, 1985; Baumann et al., 1986b; Smith et al., 1988; Massa et al., 1990). В отношении изоформы соматотропного гормона с молекулярной массой 20 кДа СТГ-связывающий белок обладает несколько меньшим сродством — К, 10"6— 10~7 (Baumann et al., 1986). Как и рецептор СТГ, СТГ-связывающий белок обладает способностью формировать тройные комплексы с СТГ (2 GHBP 1 СТГ), однако вследствие низкой концентрации белка в биологических жидкостях в физиологических условиях преобладают комплексы 1 : 1 GHBP-СТГ (Baumann et al., 1994). Скорость ассоциации СТГ с GHBP человека достаточно высока — примерно 2 х 107 моль~'мин-1 при 37 ”С, максимальное связывание 80 % гормона происходит в течение 5 мин, скорость диссоциации составляет 3,7 х 10-2 мин"1 при 37 °С, время диссоциации половины комплексов | 20 мин (Baumann et al., 1986; Veldhuis et al., 1993; Baumann, 1995).

Низкоаффинный СТГ-связывающий белок является компонентом плазмы, который соединяет Кd в микромолярном диапазоне (Baumann ct al., 1986, 1990; Massa et al., 1990; Tar ct al., 1990; Leung K.C. et al., 2000). Этот белок обладает значительными связывающими способностями и у человека представляет собой модифицированную форму α2-макроглобулина (“трансформированный α2-макроглобулин") (Kratzsch et al., 1995b). О молекулярной природе низкоаффинных СТГ-связывающих белков животных практически ничего не известно.