Будова молекули інсуліну

Відносна молекулярна маса мономера інсуліну складає близько 6000.

Молекула інсуліну утворена двома поліпептіднимі ланцюжками, що містять 51 амінокислотний залишок: ланцюг з N-кінцевим гліцином називається A-ланцюжок, складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюжок утворений 30 амінокислотними залишками. Поліпептідні ланцюжки з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистєїну, третій дисульфідний зв'язок розташований в A-ланцюжку.

Цілісність дисульфідного зв’язку грає велику роль у збереженні біологічної активності молекули інсуліну.

Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів трохи відрізняється, як відрізняється і його важливість в регуляції обміну вуглеводів. Найбільш близьким до людського є інсулін свині, який розрізняється всього одним амінокислотним залишком: у 30 положенні B-ланцюжка свинячого інсуліну розташований аланін, а в інсуліні людини — треонін; бичачий інсулін відрізняється трьома амінокислотними залишками; а у риб у порівнянні з тваринним В-ланцюг більше і має 32 амінокислотних залишки.

Близько 25 амінокислот ідентичні у всіх хребетних. У зв’язку з цим імунологічні відмінності інсулінів людини і тварин невеликі, що дає можливість застосовувати в клініці інсуліни тваринного походження (бичий, свинячий).

Проте при тривалому застосуванні препаратів чужерідного походження інсуліну може все ж проявлятись антигенність гормону, в результаті чого у хворих розвивається високий титр антиінсулінових антитіл і ефективність інсуліну різко падає. У таких випадках необхідно застосовувати інсулін іншого походження.

Молекула інсуліну людини

Біосинтез інсуліну, регуляція секреції інсуліну

Інсулін синтезується у базофільних інсулоцитах ( β-клітинах)острівців Лангерганса підшлункової залози із свого попередника – проінсуліну.

Синтез інсуліну відбувається в β-клітках і починається з утворення на рибосомах одноланцюжкового пептиду, що складається з 104—110 амінокислотних залишків, — препроінсуліну. Ця молекула включає А-ланцюг, В-ланцюг і розташований між ними вставний С-пептид. Препроінсулін потрапляє в шорсткий ендоплазматичний ретікулум, по якому пересувається до секреторних гранул. У цистернах шорсткого ендоплазматичного ретікулума відбувається відщеплювання частини молекули і залишається преінсулін, що складається з 81—86 амінокислотних залишків. У комплексі Гольджі відбувається упаковка гормону в секреторні гранули, в яких проінсулін піддається подальшому протеолітичному розщепленню. В результаті відщеплюються С-псптид і два діпептида, сполучаючі С-пептид з фрагментами А і В, а ланцюги А і В з'єднуються дисульфідними містками, утворюючи молекулу двохланцюгового інсуліну. У секреторних гранулах виявляються проінсулін, частково розщеплений проінсулін, інсулін і С-пептид. Всі вони виводяться з β-клітин в кров.

Схема розщеплення проінсуліну.

Кожен кружок показує амінокислотний залишок.

Чорні кружки – С-ланцюг, сірі – А-ланцюг, білі – В-ланцюг, перехрещені – дипептиди, вищепленні в процесі утворення активного гормона.

Поліпептидна основа молекули інсуліну (первинна структура) згорнута спіралеобразно (вторинна структура), а спіралі, у свою чергу, згущуються в складні утворення, що визначають просторову конфігурацію молекули інсуліну або її третинну структуру.

Просторова конфігурація молекули бичого інсуліну

Інсулін і проінсулін легко полімеризуються, утворюючи димери, тримери, гексамери. Полімеризація відбувається шляхом комплексирування з цинком. При цьому утворюються малорозчинні комплекси, і гормон депонується в секреторних гранулах. Гормон, що депонує, — резерв, який може бути швидко реалізований під впливом відповідного стимулу.

Подібні статті

Родина Rosaceae у флорі Бистрицької улоговини (Прикарпаття) та перспективи їх використання
Актуальність роботи. На сьогоднішній день надзвичайно важливим завданням постає збереження та вивчення біологічної різноманітності на нашій планеті. Проблема збереження біологічної різноманітності як одного із стратегічних завдань людства висвітлен ...

Еволюція органічного світу по ерах
За даними палеонтології і геології, історія Землі і життя на ній розділена на п'ять ер, кожна з них характеризується певними організмами, що переважали протягом цієї ери. Кожна ера розділяється на декілька періодів, а період у свою чергу - ...