4 Отримання і практичне використання гормонів

Для практичного використання гормони отримують:

1. Видаленням з біологічного матеріалу.

2. Шляхом хімічного синтезу.

3. За допомогою методів генної інженерії.

Першим способом отримують інсулін і глюкагон з підшлункової залози, кортикотропін і меланотропін з гіпофізів великої рогатої худоби.

Шляхом хімічного синтезу отримують пептидні гормони (наприклад, окситоцин), білкові гормони.

Структура окситоцина, визначенна Дю Виньо з співпрцівниками

Загальна схема синтезу окситоцина по Дю Віньо

Білкова молекула утворюється в результаті послідовного з'єднання амінокислот, при цьому карбоксильна група однієї кислоти взаємодіє з аміногрупою сусідньої молекули, в результаті утворюється пептидний зв'язок -CO-NH- і виділяється молекула води. На схемі 1 показано послідовне з'єднання аланіну, валіну та гліцину.

З перетворень, показаних на схемі 1, випливає, що при будь-якій кількості з'єднувальних амінокислот на одному кінці ланцюга, що виник, обов'язково буде знаходитися аміногрупа, а на іншому — карбоксильна.

Від демонтажу до складання

Здавалося б, після того як встановлено структуру молекули, синтезувати її наново не складе великих труднощів.

Основні труднощі при складанні білкової молекули - домогтися, щоб необхідні амінокислоти з'єднувалися в строго визначеному порядку. При цьому потрібно враховувати, що амінокислота здатна реагувати не тільки з іншою амінокислотою, а й сама з собою, і в результаті може вийти молекула, яка не має нічого спільного з тим, що синтезує живий організм. До моменту, коли вирішувалося питання про синтез інсуліну, було розроблено декілька відповідних методик. Для того щоб амінокислота, яку намічено було приєднати до зростаючого ланцюга, не реагувала сама з собою, її реакційноздатні кінці (аміногрупу NH2 і карбоксильну групу СООН) блокували спеціальним чином: карбоксильну групу переводили в п-нітрофеніловий ефір, а з боку аміногрупи приєднували карбоксибензильну групу . Така блокована молекула реагувала з аміногрупою, що знаходиться на кінці зростаючого ланцюга, по схемі 2.

В результаті зростаючий ланцюг видовжувався на одну пептидну ланку. Однак тепер на кінці ланцюга розмістилася блокуюча карбоксибензильна група. Щоб зробити «амінний хвіст» реакційноздатним, тобто перевести його в активну форму, здійснювали обробку бромоводнем з оцтовою кислотою за схемою 3.

В результаті аміногрупа на кінці ланцюга (вона показана у вигляді амонієвої солі з HBr) знову була готова реагувати з черговою амінокислотою (звісно, яка теж містить блокуючі групи). Паралельно були розроблені і інші методи збирання поліпептидних ланцюгів.

З використанням методів генної інженерії отримані інсулін, соматостатин та інші.

У медичній практиці гормони використовують для замісного та патогенетичного лікування.

У першому випадку гормони використовуються в разі дефіциту їх в організмі (наприклад, СТГ, інсулін, тиреоїдні гормони та інші).

При другому підході використовують окремі властивості гормонів (наприклад, антизапальні - глюкокортикоїдів, анаболічні - анаболічних стероїдів - похідних тестостерону). У цьому випадку концентрація власних гормонів у організмі хворої людини знаходиться в межах норми.