СОМАТОМАММОТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ
Химия
Этот класс соединений включает в себя два гипофизарных гормона — СТГ и пролактин и один гормон плацентарного происхождения — плацентарный лактоген, или хорионический соматомаммотропин. Все эти гормоны состоят из одной пептидной цепи с внутренними дисульфидными связями. Структуры как СТГ, так и пролактина обнаруживают значительное межвидовое сходство. Например, 73% аминокислотных остатков идентичны в пролактинах человека и овцы [56] и 64% остатков идентичны в СТГ человека и овцы [57]. Это указывает на относительно небольшие изменения генома в процессе эволюции позвоночных [58]. Несмотря на такое сходство, гормоны роста животных, стоящих на эволюционной лестнице ниже приматов, не проявляют биологической активности у человека. Значительная гомология существует и между первичными структурами СТГ и плацентарного лактогена; в них идентичны 159 (83%) из 191 аминокислотного остатка (рис. 7—7). В отличие от этого в пролактине и СТГ идентичны только 16% остатков, а в пролактине и плацентарном лактогене— 13%. СТГ и плацентарный лактоген содержат по две дисульфидных связи, тогда как пролактин, цепь которого на 7 аминокислот длиннее, чем в двух других гормонах, содержит три такие связи. Несмотря на различия в структуре, каждому из трех гормонов присуща как лактогенная, так и стимулирующая рост активность.
Предпринималось множество попыток установить биологически активное ядро гормона роста, для чего изучались взаимоотношения между его структурой и функцией [59]. Было обнаружено, что ростовая активность принадлежит фрагментам из нескольких разных участков молекулы, хотя чаще всего эту активность находили в области, содержащей часть или всю последовательность с 80-го по 140-й аминокислотный остаток. Синтетические фрагменты, включающие эту область, также обладают ростовой активностью.
Биосинтез
Недавно проведенные исследования по идентификации информационных РНК для СТГ и пролактина и их трансляции в бесклеточных системах показали, что оба гормона синтезируются в виде молекул с большей молекулярной массой, чем та, которую имеют секретируемые в норме гормоны. Молекулярная масса предшественников гормонов — препролактина и пре-СТГ, составляет примерно 28000; избыток ее определяется главным образом присутствием в их составе дополнительного N-концевого пептида, состоящего примерно из 30 аминокислот [60]. Этот высокогидрофобный фрагмент одинаков во всех предшественниках и считается необходимым для транспорта вновь синтезированного белка в цистерны эндоплазматического ретикулума, где происходит последующая «упаковка» гормонов. Эндоплазматические мембраны содержат ферменты, способные отщеплять сегмент предшественника от гормона.
Помимо мономерных форм этих гормонов, в экстрактах гипофиза и плазме обнаружены иммунореактивные вещества с размерами, примерно вдвое превосходящими размеры мономера («большой» СТГ, «большой» пролактин и «большой» плацентарный лактоген). Во всех трех случаях «большой» гормон представляет собой, по-видимому, димер, объединенный межцепочечными дисульфидными, а не пептидными связями [61, 62]. Установлено, что «большой» СТГ непосредственно секретируется гипофизом [63], причем высказано предположение, что его аминокислотный состав отличается от состава мономерного СТГ. «Большой» СТГ связывается с мембранными рецепторами печени и может вытеснять мономер СТГ из связи с ними [64], хотя биологическая активность «большого» гормона меньше, чем у мономера, а его физиологическая роль пока неизвестна.
В гипофизе и крови находили также формы СТГ и пролактина с еще большей молекулярной массой. Присутствие основного их количества можно объяснить агрегацией гормонов в процессе экстракции, очистки и анализа. Небольшая же их часть в гипофизе представляет собой образующийся гормон, еще не потерявший связи с рибосомами.