Біосинтез інсуліну

Роль гормонів в регуляції глюкози

Важлива роль у регуляції обміну вуглеводів належить інсуліну.

У 1921 році Бантінг та Бест виділили з підшлункової залози екстракт з високою біологічною активністю, що зменшує або запобігає розвитку гіперглікемії та глюкозурії. У 1925 р. Абель отримав кристалічний інсулін, а у 1953 р. Сенджером та співавторами була розшифрована його структура.

Інсулін синтезується b-клітинами підшлункової залози (рис.4.) з амінокислот, що поступають з крові або утворюються в цих клітинах. Спочатку проходить синтез препроінсуліну (М.м 14500), який перетворюється у просторі трубочок ендоплазматичного ретикулуму в проінсулін. Його синтез починається з b-ланцюга та закінчується a-ланцюгом. Між ними локалізується С-пептид, який складається з 33 амінокислот. Всього проінсулін містить 78-86 амінокислотних залишків у залежності від виду тварини.

Синтез проінсуліну проходить в рибосомах ендоплазматичного ретикулуму. Цей процес активується глюкозою, яка сприяє утворенню і-РНК проінсуліну та посилює процеси трансляції. Після біосинтезу проінсулін транспортується у цистерни апарату Гольджі, де проходить його конверсія в інсулін, при цьому від проінсуліну відщеплюється С-пептид під дією ферментів, що подібні до трипсину та карбоксипептидази В. С-пептид відщеплюється в гранулах b-клітин перед секрецією у кров, і виділяється у кількостях еквівалентних кількості інсуліну. Відомо декілька проміжних форм проінсуліну (інтермедіат - І, інтермедіат-ІІ). Біологічна активність проінсуліну становить 2-20% активності інсуліну. Специфічних проінсулінових рецепторів у тканинах не виявлено. Він сприяє метаболізму глюкози у жировій тканині та м’язах.

Молекула інсуліну побудована з двох поліпептидних ланцюгів: А-ланцюг вміщає 21, а В-ланцюг - 30 амінокислотних залишків. Обидва ланцюги пов'язані між собою двома дисульфідними мостиками між залишками цистеїну у положенні А₇ та В₇, А₂₀ - В₁₉. А -ланцюг має внутрішній дисульфідний зв’язок А₆ - А₄. У 1965 р. вперше проведений лабораторний синтез інсуліну. Виявлені видові особливості його будови. Найбільш близькими за своїм амінокислотним складом є молекули інсуліну людини, свині, собаки, кита, кроля, які відрізняються однією амінокислотою у положенні В₃₀. Молекула інсуліну у просторі знаходиться у скрученому стані (вторинна та третинна структури молекули). Відщеплення однієї амінокислоти або заміна її з будь - якого кінця А-ланцюга веде до втрати активності інсуліну. У більшості організмів його полімеризація в підшлунковій залозі проходить навколо атома цинку, при цьому навколо кожного з 2-х атомів металу утворюється по 3 молекули. Ці цинк-інсулінові гексамери знаходяться у вигляді кристалів, що депонуються у b-клітинах. Гексамери вивільняються з b-клітин при відповідних значеннях рН середовища, дисоціюють на димери та мономери. Біосинтез інсуліну активується глюкозою.

Дата добавления: 2014-12-17