Significance of the disulphide bonds of human growth hormone

Riia K. Junnila, John J. Kopchick
2013 Endokrynologia Polska  
Growth hormone (GH) structure is stabilised by two disulphide bonds, C53-C165 and C182-C189 in human GH. Researchers have investigated the role of these structural features since the late 1960s. Early studies implied that the disulphide bonds would not be important for biological activity of GH. However, more advanced techniques, as well as clues from patients carrying mutations in their GH1 gene, have demonstrated that the integrity of the disulphide bond between cysteines C53 and C165 is
more » ... 53 and C165 is required for biological activity of GH. In contrast, disruption of the C-terminal disulphide bond (C182-C189) has only modest effects on the biological potency of GH, despite decreased binding affinity to GH receptor and reduced stability as shown by a comprehensive in vitro study. To confirm these results, we generated transgenic mice that express a human GH analogue, C189A, and observed normal growth-promoting and lipolytic activities. In this article, we present new data and review old results concerning the disulphide bonds of GH. We also discuss relevant mutations found in patients with growth disorders. (Endokrynol Pol 2013; 64 (4): 300-304) Streszczenie Struktura hormonu wzrostu (GH, growth hormone) stabilizowana jest dwoma wiązaniami disiarczkowymi -C53-C165 o C182-C189 w ludzkim GH. Naukowcy badają rolę tych cech strukturalnych od końca lat 60. ubiegłego stulecia. Początkowe badania sugerowały, że wspomniane wiązania disiarczkowe nie są istotne dla aktywności biologicznej GH. Jednak w wyniku zastosowania bardziej zaawansowanych technik badawczych, a także na podstawie danych uzyskanych u pacjentów będących nosicielami mutacji genu GH1 stwierdzono, że dla aktywności biologicznej GH konieczna jest obecność wiązania disiarczkowego między cysteiną w pozycji C53 i cysteiną w pozycji C165. Z kolei przerwanie C-końcowego wiązania disiarczkowego (C182-C189) w niewielkim zakresie wpływa na siłę działania biologicznego GH mimo stwierdzonego w kompleksowym badaniu in vitro obniżenia powinowactwa wiązania z receptorem GH i obniżenia trwałości. W celu potwierdzenia tych wyników autorzy otrzymali myszy transgeniczne, u których zachodzi ekspresja analogu ludzkiego GH -C189A, i stwierdzili prawidłowe działanie pobudzające wzrost i prawidłowy wpływ na lipolizę. W niniejszej pracy przedstawiamy nowe dane i przegląd dotychczasowych danych na temat wiązań disiarczkowych w GH. Omawiany też istotne mutacje stwierdzane u pacjentów z zaburzeniami wzrastania. (Endokrynol Pol 2013; 64 (4): 300-304) Słowa kluczowe: hormon wzrostu, disiarczki, związek pomiędzy strukturą i aktywnością
doi:10.5603/ep.2013.0009 pmid:24002958 fatcat:yxvd3s3sdfb6xcuk3ycopt5w3a