Инсулин, строение, биосинтез - Биохимия поджелудочной железы

    1. Инсулин получил название от наименования панкреатического островка (лат. insula - островок). 2. Немного истории:

В чистом виде инсулин был получен в 1922 г. Ф. Бантингом и Ч. Бестом.

Первичная структура была раскрыта в 1954 г. британским молекулярным биологом Фредериком Сэнджером.

3. Инсулин - простой белок, содержащий 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей (А и В), соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. Цепь А содержит 21- аминокислотный остаток, а В-цепь состоит из 30 остатков, при чем А-цепь характеризуется наличием дисульфидных мостиков (рис. 2).

Рис. 2 Строение инсулина

    4. Наиболее близким к инсулину человека является инсулин свиньи, который различается с ним всего одним аминокислотным остатком: в 30 положении B-цепи свиного инсулина расположен аланин, а в инсулине человека - треонин; бычий инсулин отличается тремя аминокислотными остатками. 5. Главным стимулом к синтезу и выделению инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови. 6. Синтез и выделение инсулина представляют собой сложный биохимический процесс, включающий несколько этапов. Первоначально на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети синтезируется пептид-предшественник - препроинсулин, представляющий собой полипептидную цепь, построенную из 110 аминокислотных остатков, от которого почти сразу отщепляется сигнальный (L) пептид -- последовательность из 24 аминокислот, которые необходимы для прохождения синтезируемой молекулы через гидрофобную липидную мембрану ЭПР.

Образуется проинсулин, который транспортируется в комплекс Гольджи, далее в цистернах которого происходит созревание инсулина, являеющегося наиболее длительным этапом образования инсулина. В процессе созревания из молекулы проинсулина с помощью специфических эндопептидаз вырезается C-пептид - фрагмент из 31 аминокислоты, соединяющий B-цепь и A-цепь, то есть молекула проинсулина разделяется на инсулин и биологически инертный пептидный остаток.

7. Бета-клетки островков Лангерганса чувствительны к изменению уровня глюкозы в крови; выделение ими инсулина в ответ на повышение концентрации глюкозы реализуется по следующему механизму:

Глюкоза свободно транспортируется в бета-клетки специальным белком-переносчиком GluT 2

В клетке глюкоза окисляется с образованием АТФ; интенсивность синтеза АТФ зависит от уровня глюкозы в крови

АТФ регулирует закрытие ионных калиевых каналов, приводя к деполяризации мембраны

Деполяризация вызывает открытие потенциал-зависимых кальциевых каналов, это приводит к току кальция в клетку

Значительное увеличение концентрации в клетке ионов кальция приводит к высвобождению заранее синтезированного инсулина, хранящегося в секреторных гранулах.

    8. Выделение инсулина из клетки происходит путем экзоцитоза - зрелая секреторная гранула приближается к плазматической мембране и сливается с ней, и содержимое гранулы выдавливается из клетки. Изменение физических свойств среды приводит к отщеплению цинка и распаду кристаллического неактивного инсулина на отдельные молекулы, которые и обладают биологической активностью. 9. Образованию и секреции инсулина способствуют:
      - повышение уровня глюкозы в крови, - прием пищи, причем не только глюкозы или углеводов, - аминокислоты, особенно лейцин и аргинин, - некоторые гормоны гастроэнтеропанкреатической системы: холецистокинин, ГИП, ГПП-1, а также такие гормоны, как глюкагон, АКТГ, СТГ, эстрогены и др., - препараты сульфонилмочевины, - повышение уровня калия или кальция, свободных жирных кислот в плазме крови.
    10. Понижается секреция инсулина под влиянием соматостатина. 11. Бета-клетки также находятся под влиянием автономной нервной системы:

Парасимпатическая часть (холинергические окончания блуждающего нерва) стимулирует выделение инсулина

Симпатическая часть (активация б 2-адренорецепторов) подавляет выделение инсулина.

Похожие статьи




Инсулин, строение, биосинтез - Биохимия поджелудочной железы

Предыдущая | Следующая