18. Соматотропін, його активні центри, особливості створення кДнк, шляхи регулювання синтезу соматотропіну в організмі тварин.

Соматотропін. В 40-х роках 20 століття був встановлений стимулюючий ефект екстракту гіпофіза на ріст тварин і величину надоїв у корів. Визначено, що цієї вплив здійснює соматотропін – гормон росту (ГР). ГР є складним поліфункціональним білком, який бере участь в процесах стимуляції росту (соматогенна активність), посиленні діяльності молочних залоз (лактогенна активність), впливає на обмін вуглеводів та ліпідів. Це визначає, що ГР в різних типах клітин здатний зв’язуватися як з рецепторами, які відповідають за збільшення синтезу білку, розвиток м’язів і скелету та ін., так і з пролактиновими рецепторами. Використання одного з активних центрів гормону (центру росту, центру діяльності молочних залоз, центру інсуліноподібної дії та центру антиінсулінової дії) надасть можливість вибірково здійснювати вплив на функціонування організму. Це тим більш важливо, що проведені дослідження виявляють інколи при використанні ГР одночасне збільшення росту тварини і виникнення в неї діабету. Вирішити цю проблему можна двома шляхами. Оскільки ген ГР має складну структуру і містить інтрони, то процедура клонування починається з отримання кДНК на підставі мРНК за допомогою ревертази. Створюються гомогенні фрагменти ДНК довжиною 531 п.н., до яких потім ферментативним шляхом приєднують регуляторні елементи для забезпечення експресії цього рекомбінантного гена у клітині – реципієнті. На етапі створення кДНК можна за допомогою рестриктаз відокремити певні центри активності і в подальшому використовувати міні-гени ГР із спрямованою дією. Другий шлях полягає в тому, щоб зменшити зв’язування гормону з рецепторами тих клітин, стимуляція яких не бажана. Для цього в отриманих фрагментах кДНК здійснюють сайт-специфічний мутагенез (мутацію в певних ділянках ДНК), внаслідок якого відбувається заміна одних амінокислот на інші, завдяки цьому високо специфічні рецептори певних клітин не розпізнають гормон, зв’язування не відбувається і модифікований гормон росту зв’язується лише зі „своїм” рецептором.

Оскільки ГР є видоспецифічним, крім ГР людини були отримані за допомогою генної інженерії препарати ГР для великої рогатої худоби, свиней, кролів та ін. Ін’єкції бактеріального препарату коровам збільшують надій від 10 до 50% залежно від умов годівлі і утримання. Причому підвищення надою спостерігається як у низькопродуктивних, так і високоудійних корів. Позитивні результати одержані також при використанні ГР бактеріального походження в м’ясному тваринництві. Добові прирости в залежності від виду тварин, умов утримання та дози гормону змінювалися в межах 20-30%, що сприяло скороченню часу нагулу молодняку.

Відомо, що в організмі тварини синтез ГР регулюється за допомогою релізінг-факторів гіпоталамусу, які у власну чергу поділяються на ліберини і статини. Соматоліберин (СЛ) посилює синтез ГР, а соматостатин (СС) – пригнічує синтез ГР. СЛ – це білки, які складаються з 44 амінокислот, вони також є видоспецифічнимі. Гени ряду СЛ були клоновани і використовувались для ін’єкцій тваринам. Внутрівенні введення СЛ викликає швидку стимуляцію секреції ГР у кровоток і здійснює такий самий вплив, як і введення препаратів ГР.

Інший шлях збільшення синтезу ГР полягає в пригніченні створення релізінг-фактору СС. Найбільш просто і ефективно можна забезпечити зниження концентрації СС в крові за допомогою антитіл, проводячи для цього пасивну, або активну імунізацію. В першому випадку імунізують модельних тварин, від яких можна одержати значну кількість антисироватки. АнтиСС антитіла після внутрівенного введення тваринам, викликають швидке зниження концентрації СС в крові. В іншому випадку, імунізують безпосередньо ту тварину, в крові якої бажають знизити концентрацію СС. Використання антиСС антитіл в дослідах з ягнятами викликало на 13-му тижні збільшення маси в імунізованих ягнят на 76% в порівнянні з контролем. У телят підвищення ефективності приростів під впливом антиСС антитіл в середньому складало 27% при скороченні часу відгодівлі на 20%.

При аналізі якості м’ясних продуктів від тварин з прискореним ростом, обумовленим антиСС антитілами, відзначають збільшення м’язової маси та зниження вмісту жиру.

Поряд з гормонами за допомогою генної інженерії можна створювати і інші препарати для тваринництва, наприклад такі, як інгібітори протеаз та β-антагоністи. Інгібітори протеаз зменшують швидкість розпаду білків і сприяють накопиченню м’язової маси, β-антагоністи змінюють метаболізм жирів і здатні зменшувати відкладення жиру та підсилювати утворення м’язової тканини.