生長激素（GH）是由腦垂體前葉嗜酸性細(xì)胞分泌的一種單一肽鏈的蛋白質(zhì)激素，它是一種具有廣泛生理功能的生長調(diào)節(jié)素。能影響幾乎所有的組織類型和細(xì)胞，甚至包括免疫組織、腦組織及造血系統(tǒng)，其主要作用是刺激骨、軟骨細(xì)胞的生長和分化；調(diào)理蛋白質(zhì)、糖及脂肪的代謝。GH 發(fā)揮功能作用主要經(jīng)由兩個(gè)途徑：一是誘導(dǎo)肝細(xì)胞、 肌細(xì)胞產(chǎn)生生長激素介質(zhì)（Somatomedin，SM），再經(jīng)由SM間接起作用；二是直接作用于靶細(xì)胞產(chǎn)生生理效應(yīng)。無論那一種方式 GH 都需要首先同細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，再由受體介導(dǎo)，激發(fā)一系列生化事件并最終產(chǎn)生生物效應(yīng)。生長激素受體（GHR）是一種跨膜糖蛋白，是細(xì)胞因子/造血因子受體超家族的成員之一，大約有620個(gè)氨基酸，不同的物種氨基酸的確切數(shù)目稍微有所不同。多數(shù)動(dòng)物的 GHR 分子量在 100～130kDa之間。GHR大量存在肝臟和脂肪細(xì)胞中，但也有報(bào)道淋巴細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、β-胰島素細(xì)胞和造骨細(xì)胞中也存在 GH受體。G HR包括三個(gè)結(jié)構(gòu)域：質(zhì)膜外側(cè)N -端 246個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)域；中間為 25個(gè)氨基酸的跨膜結(jié)構(gòu)域；質(zhì)膜內(nèi)側(cè)C-端 350個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)域，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)C-端肽段具有大量的酪氨酸殘基。 與其它的細(xì)胞因 子一樣，GHR胞質(zhì)外結(jié)構(gòu)域包括7個(gè)半胱氨酸和5個(gè)糖基化位點(diǎn)；胞質(zhì)內(nèi)結(jié)構(gòu)域有兩個(gè)motif ：一個(gè)是膜近端，富含脯氨酸的Box 1；另一個(gè)是胞質(zhì) motif 為Box 2它以親水氨基酸開始，中間為帶負(fù)電荷的氨基酸，以一兩個(gè)帶正電荷的氨基酸殘基結(jié)束。GHR的這些區(qū)域在信號(hào)傳導(dǎo)中起著重要的作用。

生長激素是80年代與β-興奮劑同時(shí)開發(fā)出的新產(chǎn)品，科學(xué)家們認(rèn)為，它與禁用的激素有重大區(qū)別。生長激素是腦下垂體前葉腺素的一種，是以遺傳因子操作技術(shù)制造的蛋白質(zhì)，可按DNA技術(shù)用大腸菌大量生產(chǎn)。目前上市和正在開發(fā)的產(chǎn)品有兩種。即禮來，孟山都等研制的牛用生長激素（bovine somatotrpin，BST）及氰胺，孟山都研制的豬用生長激素（porcine somatotrpin，PST）。BST用于羔羊可增重16%，飼料轉(zhuǎn)化率提高15%。還可提高奶牛的產(chǎn)奶量。PST是用于生長初期的豬，每天注射一次，瘦肉率可增加20%，脂肪含量降低30%。許多專家認(rèn)為：這類產(chǎn)品效果是肯定的。對(duì)胴體色澤，堅(jiān)強(qiáng)度、瘦肉組織風(fēng)味，殘留等均無有害跡象。為滿足消費(fèi)者對(duì)肉質(zhì)的嚴(yán)格要求及節(jié)約飼料等方面，顯示出一幅嶄新的前景。生長激素（GH）結(jié)構(gòu)：人GH（hGH）由191個(gè)氨基酸組成，鏈內(nèi)含有四個(gè)Cys，組成二對(duì)二硫鍵（C54-C165，C182-C189）。來自哺乳類、鳥類、爬行類、 兩棲類、魚類各種種屬多達(dá)61種GH的一級(jí)結(jié)構(gòu)已被闡明。對(duì)可得到的GH序列作了聯(lián)配分析。不同種屬來源的GH一級(jí)結(jié)構(gòu)之間具有以下幾方面特點(diǎn)：① 種源親近的種屬同目、同科GH之間序列高度同源；② 非靈長類哺乳綱動(dòng)物之間的序列較為相似（大81%）。但它們同靈長類的序列差異較大，同源性在64 %～ 69 % 之間；③鳥類與非靈長類GH間的同源性（71%～81%）較其與靈長類的同源性（52 %～54 %）要高得多；④ 硬骨魚類不同目之間的同源性較低，只有 53 %～55 %，硬骨魚類與其他物種的同源性都較低。
生長激素（GH）晶體結(jié)構(gòu)：每個(gè) H 有兩個(gè)GHR結(jié)合位點(diǎn)1 和2，它們在空間上是彼此分開的。 結(jié)合位點(diǎn)1在分子的右邊，組成了A、B的表面和AB-Loop；結(jié)合位點(diǎn)2在左邊；組成了A 和C表面。牛生長激素至少有三個(gè)結(jié)構(gòu)表位X-射線晶體結(jié)構(gòu)分析表明，豬GH 二級(jí)結(jié)構(gòu)中只含α- 螺旋，55% 的肽鏈參與折疊成 4 個(gè)螺旋束，其中NH2 -和COOH-端螺旋（I和 IV）較另二個(gè)（II和Ⅲ），序列比較顯示α-螺旋區(qū)相對(duì)比分子其他部分保守。hGH 除了4 個(gè)核心螺旋外，在螺旋間的連接區(qū)還有三個(gè)短螺旋。1.對(duì)生長的影響： 主要是促進(jìn)骨骺生長，它還直接作用于全身的組織細(xì)胞，使之增生肥大，這些作用通過類胰島素生長因子實(shí)現(xiàn)。
2.促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。
3.脂肪代謝：動(dòng)員儲(chǔ)存脂肪，血中游離脂肪酸增加，血酮體增多。
4.糖代謝：起抗胰島素作用，還降低胰島素受體數(shù)目和親和力。
5.水、鹽代謝：使尿中鈉、鉀、鎂、氯和無機(jī)磷排出減少，使鈣、磷代謝呈正平衡。少數(shù)患者應(yīng)用本品后可產(chǎn)生抗體，但臨床意義不大。一般出現(xiàn)嘔吐、腹痛、浮腫、頭痛、肩關(guān)節(jié)痛、周期性四肢麻痹以及注射部位皮下脂肪萎縮等癥，若出現(xiàn)皮膚過敏、全身瘙癢、注射部位紅腫等應(yīng)停藥。檢驗(yàn)可見肝酶升高、血尿等。有時(shí)可見有甲狀腺功能低下癥狀出現(xiàn)。1.惡性腫瘤、糖尿病患者、顱內(nèi)進(jìn)行性損傷者禁用。腦腫瘤所致垂體性侏儒癥、心臟病、腎臟病患者、孕婦和哺乳婦女等慎用。
2.使用前，需對(duì)腦垂體功能作詳細(xì)檢查，準(zhǔn)確診斷后才能應(yīng)用。
3.應(yīng)臨用時(shí)配制，用注射用水溶解，輕輕搖動(dòng)，切勿振蕩以免變性。人生長激素(hGH)很穩(wěn)定，室溫放置48h無變化，活性在冰凍條件下可保持?jǐn)?shù)年。等電點(diǎn)為5.2，沉降系數(shù)S_20,w2.179。不同動(dòng)物的GH有種族特異性，只有靈長類的GH對(duì)人有活性。

主要用于內(nèi)源性腦垂體生長激素分泌不足而引起的生長障礙和軀體矮小的侏儒癥、短小病患兒。此外，尚可用于治療燒傷、骨折、創(chuàng)傷、出血性潰瘍、組織壞死、肌肉萎縮癥、骨質(zhì)疏松等疾病。

不良反應(yīng)：注射局部有疼痛、腫脹，也可發(fā)生脂肪萎縮；偶見過敏反應(yīng)；可能誘發(fā)或加重糖尿病；久用可致甲狀腺功能減退，在腺垂體功能全面減退時(shí)尤易發(fā)生。

①樣品處理、離心：取出豬腦垂體，速凍，置于-20℃保存?zhèn)溆谩Ｊ褂脮r(shí)用蒸餾水淋洗，剝離腺垂體和神經(jīng)垂體。取腺垂體加水，pH 5.5置組織搗碎機(jī)制成勻漿，水提，離心，收集沉淀用pH 4.0、0.1mol/L硫酸銨提取，離心，然后用pH 5.5、0.25 mol/L硫酸銨提取沉淀，離心，得提取液。在pH 7.5時(shí)，提取液中加入飽和硫酸銨稀至濃度1 mol/L，離心，棄沉淀，上清液加飽和硫酸銨稀至濃度為1.8mol/L，離心，收集沉淀。
腺垂體[硫酸銨]→[pH5.5]提取液[硫酸銨]→[pH7.5]鹽析物
②透析除鹽、去雜蛋白：將沉淀溶于少量蒸餾水中，用水透析除鹽，再將透析液在pH4.0和pH4.9分別進(jìn)行等電點(diǎn)沉淀，離心，除去雜蛋白，得上清液。
鹽析物[蒸餾水]→溶解液→透析液[HCl或NaOH]→[pH4.0, 4.9]上清液
③鹽析、離心、洗脫：上清液在pH4時(shí)用飽和硫酸銨稀至1.25mol/L，鹽析，離心，收集沉淀。將沉淀溶于少量蒸餾水，對(duì)pH 8.5的Tris-HCl緩沖液(含0.1mol/L氯化鈉)透析，再上SephadexG-75柱，用50mmol/L、pH 8.5的Tris-HCl緩沖液(含0.1mol/L氯化鈉)洗脫，分步收集組分。
上清液[硫酸銨]→[pH4.0]鹽析物[透析]→[pH8.5]透析液[SephadexG-75]→[pH8.5]活性成分
④透析、除鹽、凍干：將活性成分對(duì)pH 8.7、6.5 mmol/L的硼砂-HCl緩沖液進(jìn)行透析，透析液上DEAE-C柱，用6.5 mmol/L、pH 8.7的硼砂-HCl緩沖液(含0-0.3mol/L氯化鈉)梯度洗脫，收集組分，合并，透析除鹽，冷凍干燥即得pGH。
活性成分[透析]→[pH8.7]透析液[DEAE-C]→[pH8.7]吸附物[洗脫]→[pH8.7]洗脫峰組分[透析]→透析液[凍干]→[-30℃]pGH成品。