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Dissertation

Autor(en): Riia Karoliina Junnila
Titel: In vitro characterization of human growth hormone mutants
Gutachter: Gudrun Brockmann; Werner Kloas; Christian Strasburger
Erscheinungsdatum: 05.04.2011
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-100186277)
Fachgebiet(e): Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter (ger): Wachstumshormon (GH), Kleinwuchs, GH-1, GHR Antagonist, Disulfidbrücke
Schlagwörter (eng): growth hormone (GH), short stature, GH-1 gene, GHR antagonist, disulfide bridge
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Lizenz: Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung (CC BY NC ND)
Zitationshinweis: Junnila, Riia Karoliina: In vitro characterization of human growth hormone mutants; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 05.04.2011, urn:nbn:de:kobv:11-100186277
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Abstract (ger):
Wachstumshormon (GH) besteht aus 191 Aminosäuren, hat eine Molekülmasse von 22kD und ist essentiell für postnatales Wachstum. Es wird aus der Adenohypophyse freigesetzt. GH bindet an einen GH-Rezeptor (GHR) und aktiviert somit über intrazelluläre Signalvorgänge Zielgene, insbesondere das, welches für die Kodierung von insulin-like growth factor (IGF-1) zuständig ist. IGF-1 vermittelt den Großteil aller GH-Signale. Zusammen mit den bereits bekannten GH Mutanten R77C und D112G ist in dieser Studie der neue GH Mutant d188-190 charakterisiert worden. Alle drei Mutanten wurden in heterozygoter Form in kleinwüchsigen Patienten identifiziert. Diesen Patientendaten zu Folge schien es möglich, dass d188-190 eine GH-antagonistische Wirkung besitzt. Zusätzlich wurde die extrem konservierte C-terminale Disulfidbrücke des GH im Mutanten d188-190 unterbrochen vorgefunden. Die Auswirkung der Unterbrechung wurde durch Substitution einer oder beider involvierter Cysteine durch Alanine untersucht. Alle Mutanten und Wildtypen des GH wurden in menschlichen embryonalen Nierenzellen (HEK-293) angezüchtet und eine Reihe von in vitro Experimenten sind für deren Charakterisierung etabliert worden. Es zeigte sich, dass d188-190 keine GH-antagonistische Wirkung besitzt. Im Vergleich zum Wildtyp weist der Mutant eine verminderte Bindungsaffinität zu GH, schwächere biologische Aktivität und höhere Stabilität auf. R77C und D112G sind dem Wildtyp GH sehr ähnlich. Die Disulfidbrücke ist wichtig für die Rezeptorbindung und für die biologische Aktivität von GH. Wenn ein Cystein entfernt wird vermindert sich die Stabilität des Moleküls. Dieser Effekt kann durch Entfernen des zweiten Cysteins wieder rückgängig gemacht werden. Die in dieser Studie etablierten Experimente können Verwendung finden in der Charakterisierung bislang nicht bekannter GH Mutanten und können darüber hinaus zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden.
Abstract (eng):
Growth hormone (GH) is a 22 kD, 191-aa, pituitary-derived peptide hormone that is essential for postnatal growth. GH signals via binding to GH receptor (GHR), which initiates intracellular signal transduction pathways. This leads to activation of target genes, most importantly the one encoding insulin-like growth factor (IGF)-1, which mediates most GH action. In this study a novel GH mutant, d188-190, was characterized along with previously reported GH mutants R77C and D112G. All of these mutants had been identified in heterozygous form in patients with retarded growth. Based on patient data, d188-190 was thought to be a GHR antagonist. Moreover, the extremely conserved C-terminal disulfide bridge of GH was disrupted in mutant d188-190 and its role was studied by substituting one or both of the involved cysteines with alanines. All mutants and wild type (wt) GH were produced in human embryonic kidney (HEK)-293 cells and an array of in vitro experiments was established for their characterization. It turned out that the novel d188-190 mutant is not a GHR antagonist after all. It has a diminished binding affinity to GHR, low biological activity and high stability compared to wt GH. R77C and D112G are rather similar to wt GH. The disulfide bridge is important for receptor binding and biological activity of GH. If one of the cysteines is removed the stability of the molecule drops but this can be reversed by removing both cysteines. If further GH mutants are to be identified, the established array of experiments will be useful for their fast characterization and could even contribute to correct treatment of patients.
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Generiert am 23.09.2014, 16:24:20