Verbindungsforschung
GHK-Cu: Forschungsüberblick
GHK-Cu ist der Kupfer(II)-Komplex des Tripeptids Glycyl-L-histidyl-L-lysin (GHK), das als wachstumsmodulierendes Tripeptid aus dem Plasma beschrieben wurde. Untersucht wurden seine Kupferbindungschemie sowie seine Wirkungen auf die Synthese der extrazellulären Matrix und auf die Genexpression in Zellkulturmodellen und in Wundkammern bei der Ratte.1–5
Wirkmechanismus im Überblick
- Kupfer(II)-ChelatbildungBindet Cu(II) in Lösung über drei Stickstoffdonoren; konkurrierte in Dialyseexperimenten mit Albumin um Cu(II), und eine mögliche Rolle beim Kupfertransport wurde diskutiert.1, 2
- Synthese der extrazellulären MatrixKollagensynthese untersucht in Fibroblastenkulturen; Anreicherung von Kollagen und Glykosaminoglykanen untersucht in Wundkammern bei der Ratte.3, 4
- TGF-beta- und Integrin-GenprogrammeIn kultivierten menschlichen Fibroblasten induzierte GHK TGF-beta-ähnliche Expressionsmuster und erhöhte die Expression von Integrin beta1.5
- Matrix-MetalloproteinasenEine Übersichtsarbeit beschreibt GHK als Modulator der Aktivität von Metalloproteinasen und ihren Inhibitoren.6
Campbell et al. forderten weitere Studien zu den Mechanismen, über die GHK und TGF-beta die mit dem Emphysem verknüpfte Genexpressionssignatur umkehren.5
Was es ist
GHK ist das Tripeptid Glycyl-L-histidyl-L-lysin. Es wurde als wachstumsmodulierendes Tripeptid aus dem Plasma beschrieben. Es wurde in menschlichem Plasma, Speichel und Urin nachgewiesen. GHK bindet Kupfer(II) unter Bildung des als GHK-Cu bekannten Komplexes. Ein GHK-Triplett kommt in der alpha2(I)-Kette des Kollagens Typ I vor. Es wurde vorgeschlagen, dass Proteasen es an Wundstellen freisetzen könnten.1–3, 6
Kupferbindung
Mittels potentiometrischer Titration und Spektrophotometrie im sichtbaren Bereich wurden mehrere Kupfer-GHK-Spezies in Lösung beschrieben. Die Seitenkettengruppe des Lysins (epsilon-Aminogruppe) wurde mit höheren Stabilitätskonstanten als bei verwandten Peptiden in Verbindung gebracht. In Gleichgewichtsdialyse-Experimenten konkurrierte GHK mit Albumin um Cu(II). Die Autoren diskutierten eine mögliche Rolle solcher Komplexe beim Kupfertransport.1
Struktur
Die Röntgenkristallographie zeigte Cu(II)-GHK im Festkörper als Dimer. Spektroskopische Daten wiesen in Lösung auf ein Monomer mit drei Stickstoffliganden hin. Der Komplex war bei moderaten Redoxpotenzialen inert. Eine Reduktion zu Cu(I) erfolgte erst bei stark negativem Potenzial, gefolgt von einer Freisetzung des Kupfers.2
Wie es untersucht wurde
Die Forschung zu GHK-Cu umfasst physikochemische Untersuchungen, Zellkulturstudien, Genexpressionsstudien und tierexperimentelle Studien. Die einzelnen Modelltypen werden im Folgenden zusammengefasst.1–5
Zellkultur
In Fibroblastenkulturen wurde berichtet, dass GHK-Cu die Kollagensynthese stimuliert. Der Effekt war unabhängig von Veränderungen der Zellzahl.3
Genexpression
Campbell et al. definierten eine Genexpressionssignatur, die mit dem Schweregrad des Emphysems in menschlichem Lungengewebe verknüpft ist. Eine Connectivity-Map-Analyse identifizierte GHK als Substanz mit einem gegenläufigen Expressionsprofil. In kultivierten menschlichen Fibroblasten induzierte GHK TGF-beta-ähnliche Expressionsmuster, organisierte das Aktin-Zytoskelett und erhöhte die Expression von Integrin beta1. In vitro wurde zudem berichtet, dass GHK die Kontraktion und den Umbau von Kollagen I durch Fibroblasten aus COPD-Lungen wiederherstellte.5
Tiermodelle
In einem Wundkammermodell bei der Ratte war GHK-Cu mit einer stärkeren Anreicherung von Kollagen, Glykosaminoglykanen und Gesamtprotein assoziiert. Die mRNAs für Kollagen Typ I und Typ III nahmen zu, die TGF-beta-mRNAs hingegen nicht. Ein Kontroll-Tripeptid zeigte keinen signifikanten Effekt. Die Übersichtsliteratur beschreibt Studien an Wundmodellen bei Ratten, Mäusen, Schweinen und Hunden.4, 6
Forschungsstand
Die hier zusammengefassten Primärstudien umfassen physikochemische Untersuchungen, Zellkulturstudien, computergestützte Analysen und Studien an Ratten. Eine Übersichtsarbeit verweist zudem auf Befunde aus Studien zu kosmetischen Produkten. Campbell et al. hielten fest, dass die Mechanismen hinter den Genexpressionsbefunden und deren Auswirkungen auf das Fortschreiten von Erkrankungen weiterer Untersuchungen bedürfen.1–6
Veröffentlichte Forschung im Überblick
- In vitro
Speziation von Cu(II)-GHK, Stabilitätskonstanten und Konkurrenz mit Albumin um Kupfer
- In vitro
Struktur im Festkörper und in Lösung sowie Redoxverhalten des Cu(II)-GHK-Komplexes
- In vitro
Kollagensynthese in Fibroblastenkulturen unter Einwirkung von GHK-Cu
- Tiermodell
Anreicherung extrazellulärer Matrix und Kollagen-mRNA in Wundkammern bei der Ratte
- In vitro
Connectivity-Map-Analyse einer Gensignatur der Lunge; Wirkungen von GHK auf kultivierte menschliche Fibroblasten
- Übersichtsarbeit
Mit GHK verknüpfte zelluläre Signalwege in der Forschung zur Hautregeneration und an Wundmodellen
Technische Daten
- Summenformel
- C14H22CuN6O4
- Molekülmasse
- 341 Da (free GHK)
- CAS-Nummer
- 89030-95-5
Quellen
- Lau SJ, Sarkar B. The interaction of copper(II) and glycyl-L-histidyl-L-lysine, a growth-modulating tripeptide from plasma. Biochemical Journal (1981). doi:10.1042/bj1990649
- Hureau C, Eury H, Guillot R, et al. X-ray and solution structures of Cu(II) GHK and Cu(II) DAHK complexes: influence on their redox properties. Chemistry - A European Journal (2011). doi:10.1002/chem.201100751
- Maquart FX, Pickart L, Laurent M, et al. Stimulation of collagen synthesis in fibroblast cultures by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+. FEBS Letters (1988). doi:10.1016/0014-5793(88)80509-x
- Maquart FX, Bellon G, Chaqour B, et al. In vivo stimulation of connective tissue accumulation by the tripeptide-copper complex glycyl-L-histidyl-L-lysine-Cu2+ in rat experimental wounds. The Journal of Clinical Investigation (1993). doi:10.1172/JCI116842
- Campbell JD, McDonough JE, Zeskind JE, et al. A gene expression signature of emphysema-related lung destruction and its reversal by the tripeptide GHK. Genome Medicine (2012). doi:10.1186/gm367
- Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. GHK Peptide as a Natural Modulator of Multiple Cellular Pathways in Skin Regeneration. BioMed Research International (2015). doi:10.1155/2015/648108
Literaturzusammenfassung erstellt am 15. Oktober 2026.