Research Collection
Doctoral Thesis
Identification and characterization of different calcitonin forms
in tissue extracts, plasma and urine of normal subjects, patients
with medullary carcinoma of the thyroid and patients with
pancreatic tumors
Author(s):
Tobler, Paul Harry
Publication Date:
1982
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-000294743
Rights / License:
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ETH Library
Diss.
ETH Nr.
7202
IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF
DIFFERENT CALCITONIN
IN TISSUE
FORMS
EXTRACTS, PLASMA AND URINE OF NORMAL SUBJECTS,
PATIENTS WITH MEDULLARY CARCINOMA OF THE THYROID
AND PATIENTS WITH PANCREATIC TUMORS
A dissertation submitted
SWISS FEDERAL
the
to
INSTITUTE OF TECHNOLOGY
ZURICH
for the degree of
Doctor of Natural
Sciences
presented by
PAUL HARRY TOBLER
dipl.
sc.
nat.
born June 6
,
ETH
1945
citizen of Teufen,
accepted
Prof.
Prof.
Dr.
on
Dr.
the
H.
J.A.
AR
recommendation of
Zuber, examiner
Fischer, co-examiner
1982
Kapitel
3:
Biochimica
Biophysica Acta
Verlag Elsevier Biomedical Press,
Amsterdam
Band
707
Heft 1
73
-
-
SUMMARY
6.
Different
immunoreactive
bioactive
in extracts of
analyzed
been
and
The
by chemical
under
compared
to
CT
monomeric
Besides
from
extracted
synthetic hCT-(l-32),
and
normal
thyroid
identified
by
glands
means
thin-layer chromatography (TLC)
CT
have
we
recognized
plasma
identified
monomeric
hCT-(l-32),
tissue
and
its
plasma.
and
extracts
sulfoxide
(1-32)
initially
verted
into
added
of
iso¬
and
dimer
the
the
during
additional
six
to
the
of
Out
oxidized
its
dimeric
form
major CT
forms
we
dimeric
CT
seven
form
and
converted
was
the
into
by incubation in ammonia. Tritiated hCT-
form
to
and
The
two
urine.
extracts,
monomer
by gel permeation chromatography
and
tissue
in
forms
gradient
focusing (IEF).
electric
have
conditions.
a
characterized
been
moreover,
nor¬
(MTC) by
(HPLC)
chromatography
components have,
isocratic HPLC system,
another
liquid
enzymatic methods,
and
denaturing
been
has
CT
separated
have
thyroid glands, plasma and urine from
reversed-phase high performance
system.
(CT)
calcitonin
of
subjects and patients with medullary thyroid carcinoma
mal
in
forms
frozen
tissue
extractions.
the
in
was
A
CT
instance
con¬
coeluting
with
no
form
o
-hCT-(1-32)
Met
dized form.
sulfoxide
The
with
The
the
inert.
Monomeric
and
monomer
CT
whereas
extracted
physicochemical properties
tion
monomeric
CT
of
IEF and TLC.
analysis,
from
normal
the
converted
hormone
hypocalcemic activity
synthetic hCT-(l-32),
to
enzymatically
sulfoxide form of the
the extractions.
coeluting
was
in
the
sulfoxide
the
probably formed during
rat
normal
form
thyroid
synthetic hCT-(1-32)
These
thyroid
the
of
respectively,
dimer,
from
is
on
was
and
two
glands
comparable
showed
HPLC, gel
synthetic
peaks
biologically
was
findings provide strong
glands
the non-oxi¬
into
the
filtra¬
evidence that
hCT-(1-32)
are
identical.
Gel
filtration
vealed another
A similar
a
peak
biosynthetic
HPLC
analysis
of monomeric
analysis
CT
of MTC extracts
form with
was
an
CT.
urine
revealed
Dimeric
CT
has
denaturing conditions
re¬
approximate molecular weight of 12,000.
the predominant form in
precursor of the
of
under
plasma
and may
correspond
to
hormone.
three
not
major CT forms and small
been
detected
in
urine.
amounts
Except
for
74
-
a
component with
forms
were
tional
patients
are
proove
thyroid
the
this
compare
were
plasma
although
identity
times
for
further
all
4800
in
urinary
the
smaller
much
propor¬
we
of
have
two
and
urine
that
normal
of
the
investigations
subjects
corresponding
CT
required
to
are
CT
analyzed
three
to
hCT-(l-32),
its
with
two
CT
MTC
from
pancreatic
tissue
tumor
and
predominant CT forms showing the
sulfoxide
form
and
synthetic hormone.
biologically
active
permeation
In
a
benign pancreatic
CT-like
dimeric
a
pre-
we
have
HPLC
CT.
reten¬
The
detected
par¬
to
the
a
new
component, which had the approximate K,
chromatography
probably represents
tumor
normal
extracts.
tially purified components showed comparable biologic activity
gel
CT
plasma and urine.
ectopically produced
glands,
plasma
comparable, suggesting
However,
same.
analyses revealed
tion
in
observed
of
amounts.
MTC
forms
To
also
about
weight
profiles of tissue extracts,
HPLC
and
molecular
a
-
or
of
monomeric
hCT-(1-32).
posttranslationally
formed
This
CT
on
component
analogue.
75
-
7.
-
ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene
Plasma
ten,
Formen
Karzinom
medullarem
hypokalzamische
HPLC
eines
besonderen
wurde
ein
wurden
spezifi-
denaturierenden
das
normalen
aus
so-
charakteri-
Bedingungen
Schilddrusen
die
CT-Formen
Einzelne
verwendet.
enzymatischen Umwandlungsmethoden,
und
unter
Gradien-
biologischen Aktivitat
der
Ratte
dazu
eigens
gewonnene
CT
synthetischen hCT-(1-32) mittels eines weiteren, isokratischen
dem
mit
chemischen
Gelfiltration
Im
siert.
der
mit
Patienten
und
mittels
Messmethoden
Erfassung
zur
bei
Wirkung
zudem mit
mit
wie
(MTC)
Als
werden.
und
Radioimmunassay,
wurden
Schilddrlisenextrak-
in
Kontrollpersonen
Schilddrlise
der
nachgewiesen
tensystems
normalen
von
konnten
Hochleistungs-Fllissigkeits-Chromatographie (HPLC)
entwickelten
sches
Urin
und
(CT)
Calcitonin
von
sowie mit
Systems,
Du'nnschichtchromatographie
isoelektrischer
und
Fokussierung verglichen.
Neben
dem
im
Gewebeextrakten,
CT-Formen
als
CT
monomeren
konnten
dimeres
konnten
Plasma
drei
CT,
in
Tritium markiertes
scheint
traktion
die
Hormons
dem
nicht
oxidierte
wird
vermutlich
die
sich
erwies
monomeren
schen
CT
und
das
dem
war.
wahrend
dimeren
Das
angenommen
der
den
Extraktionen
dimeres
in
und
hatte.
Die
der
konnte
co-eluierten,
wahrend
das
mit
chromatographischen Methoden,
Daraus
la'sst
den normalen Schilddrusen enthaltene
sich
monomere
synthetischen hCT-(l-32) identisch ist.
der
In
des
des
Sulfoxid
CT-(1-32)
Ex-
Ratte
der
die
extrahierte
bei
der
schliessen,
mit
syntheti¬
monomeren
verhielten
sowie
der
enzymatisch
CT-Formen,
normalen Schilddrlisen
humane
ge-
Sulfoxid-Form des
Die
zwei
zum
CT-Form, welche
gebildet.
Extraktion
werden.
umgewandelt.
CT
Artefakt
kein
co-eluierte,
Aktivitat
CT
aus
synthetische
Fokussierung gleich.
umgewandelt
vor
wurde nie
Sulfoxid
vergleichbar,
inaktiv
vier erwahnten
schen
und
man
in Am-
Inkubation
Form
libergefuhrt werden.
Form
sieben
Methionin -Sulfoxid-
dessen
vorzukommen
bisher
hypokalzamische
hCT-(1-32)
biologisch
mere
man
-hCT-(1-32)
dem Methionin
mit
in
sein, wie
zu
und
welches
natlirlich
den
Von
werden.
in
physiko-chemischem Eigenschaften
oxidierte
dessen
hCT-(1-32),
deshalb
erkannt
Urin
dimere CT konnte durch
Das
und
verschiedene CT-Formen
sechs
hCT-(1-32)
hinzugefligt hatte,
frorenen Gewebe
Dieses
CT
bis
ihrer
auf Grund
monomeres
monomeres
im
und
Form identifiziert werden.
moniak
zwei
sich
CT
mono-
in
den
isoelektridass
CT wahrscheinlich
das
in
mit dem
76
-
Gelfi1trationen
MTC
von
Extrakten
-
Bedingungen
denaturierenden
unter
erlaubten den Nachweis einer weiteren CT-Form mit einem relativen Mole-
kulargewicht
schende
CT-Form
12'000.
etwa
von
Plasma.
im
Ein ahnlicher
Diese
konnte
CT-Form
bildete die vorherr-
Gipfel
biosynthetischen
einer
Vorstufe des Hormons entsprechen.
Analysen
HPLC
Urin
von
kleineren
Mengen
gestellt.
Ausser
von
einer
Es
in
auch
liess
viel
sich
MTC-Patienten
qualitative
nen
deshalb
Fur
genauere
personen
damit vie!
in
weder
war
zu
den
CT-Formen
normalen
von
im
auch
etwa
Plasma,
nicht
10 -mal
im
und
hier
noch
moglich,
da
CT
weniger
im
noch
Urin
Normalpersonen
waren
Kontrollpersonen
ebenfalls
von
als
bei
und
Urin
Die
schei-
Libereinzustimmen.
Untersuchungen
zusatzliche
vorkommt
bestehen.
MTC-Patienten
von
im Plasma
im
und
Plasma
HPLC-Elutionsprofilen
Plasma
von
5
zu
in
im
denen
uns
zwischen
Gewebsextrakten,
CT-Formen
Aussagen
bis
dass
feststellen,
mit
Dies
nicht fest-
im Urin
Molekulargewicht
nachweisbaren
neben
CT-Formen
geringeren Mengen.
Unterschiede
verschiedenen
wendig.
im Urin
CT wurde
einem
mit.
Komponente
4800, finden sich alle
wenn
Dimeres
CT.
monomerem
vorherrschende
drei
ergaben
not-
Kontroll-
normalen
MTC-Patienten
und
geringe CT-Mengen vorhanden sind.
Ektopisch in Tumoren
der
Bauchspeicheldriise gebildete CT-Formen wurden
CT
und
normalem
mit
dem
aus
Analysen ergaben
meres
mit
CT
dem
einem
aktives,
aufwiesen.
wie
drei
Schilddrlisengewebe verglichen.
vorherrschende
CT,
monomeres
Diese
teilweise
hCT-(1-32)
synthetischen
dessen
CT-ahnliches
ein
mit
largewicht aufwies.
Peptid
Sulfoxid-Form, sowie di¬
gereim'gten
CT-Formen
dem
Bei
monomeren
dieser
der Translation verandertes
zeigten eine
biologische Aktivitat.
vergleichbare
gefunden,
welches
ein
bei
neues,
einer
biologisch
Analyse mit
hCT-(1-32) vergleichbares
CT-Form
konnte
CT handeln.
HPLC
CT-Formen, welche diesel-
einzigen gutartigen Pankreastumor wurde
Gelfiltration
nach
bis
zwei
Retentionszeiten
ben
In
MTC
es
sich
urn
ein
Moleku¬
vor
oder