Химия инсулина и ее структура

ИНСУЛИН — Большая Медицинская Энциклопедия

Химическая и структурная формула

Инсулин – (от лат. insula – остров) – гормон пептидной природы, он образуется в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы.

Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей, которые включают 51 аминокислотный остаток: A-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, B-цепь образована 30 аминокислотными остатками. Полипептидные цепи соединяются двумя дисульфидными мостиками через остатки цистеина, третья дисульфидная связь находится в A-цепи.

Первичная структура инсулина у разных биологических видов имеет некоторые различия, точно так же, как отличается его роль в регуляции обмена углеводов. Больше всего схож с человеческим инсулин свиньи, они отличаются одним аминокислотным остатком: в 30 положении B-цепи свиного инсулина находится аланин, а в инсулине человека – треонин; бычий инсулин отличается на три аминокислотных остатка.

Цепи соединяются друг с другом посредством двух дисульфидных мостиков (получается, что каждый образован двумя атомами серы), а третий дисульфидный мостик выступает связующим звеном отдаленных друг от друга аминокислот А-цепи. Соединенные цепи немного изгибаются и сворачиваются в глобулярную структуру, именно такая конфигурация молекулы гормона важна для проявления его биологической активности.

Действие гормона, регулирующего уровень инсулина

И. является универсальным анаболическим гормоном.

Один из наиболее ярких эффектов И. — его гипогликемическое действие.

И. оказывает влияние на все виды обмена веществ: стимулирует транспорт веществ через клеточные мембраны, способствует утилизации глюкозы и образованию гликогена, ингибирует глюконеогенез (см.

Гликолиз), тормозит липолиз и активирует липогенез (см. Жировой обмен), повышает интенсивность синтеза белка.

И. обеспечивая нормальное окисление глюкозы в цикле Кребса (легкие, мышцы, почки, печень), способствует образованию макроэргических соединений (в частности, АТФ) и поддержанию энергетического баланса клеток.

И, необходим для роста и развития организма (действует в синергизме с соматотропный гормоном гипофиза).
.

Все биол, эффекты И. самостоятельны и независимы друг от друга, однако в физиол, условиях конечный эффект И.

складывается из непосредственной стимуляции биосинтетических процессов и одновременного снабжения клеток «строительным» материалом (напр. аминокислотами) и энергией (глюкозой).

Многообразные эффекты И. реализуются путем взаимодействия его с рецепторами клеточных мембран и передачи сигнала (информации) в клетку к соответствующим ферментным системам.

Метаболические эффекты инсулина

  1. Улучшает поглощение клетками глюкозы и других веществ;
  2. Активирует основные ферменты гликолиза;
  3. Увеличивает интенсивность синтеза гликогена – инсулин форсирует запасание глюкозы клетками печени и мышц с помощью полимеризации её в гликоген;
  4. Снижает интенсивность глюконеогенеза – уменьшается создание в печени глюкозы из различных веществ неуглеводной природы (белков и жиров).

Анаболическое действие инсулина

  • Влияет на усиление поглощения клетками аминокислот (особенно лейцина и валина);
  • Улучшает передвижение в клетку ионов калия, а также магния и фосфата;
  • Влияет на усиление репликации ДНК и биосинтеза белка;
  • Усиливает синтез жирных кислот и дальнейшую их этерификацию – в жировой ткани и в печени
  • Стимулирует превращение глюкозы в триглицериды; при нехватке инсулина происходит обратное – мобилизация жиров.

Антикатаболическое действие инсулина

  1. Угнетает гидролиз белков – снижает деградацию белков;
  2. Уменьшает липолиз – снижает поступление жирных кислот в кровь.

Превращение инсулина в организме

Только «В» клетки ответственны за производство этого вещества в человеческом организме. Гормон инсулин занимается регулированием сахара и действием на жировые процессы.

При нарушении этих процессов и начинает развиваться диабет. В связи, с чем перед учёными умами стоит задачка в такой области, как медицина, биохимия, биология и генная инженерия осмыслить все нюансы биосинтеза и действия инсулина на организм для дальнейшего контроля над этими процессами.

Итак, за что отвечают «В» клетки – за выработку инсулина двух категорий, один из которых давний, а другой усовершенствованный, новый. В первом случае образуется проинсулин – он не активен и не исполняет гормонной функции. Количество этого вещества определено в 5% и какую роль в организме оно играет пока что до конца неясно.

Гормон инсулин выделяется «В» клетками сначала, как и вышеописанный гормон, с той лишь разницей, что в дальнейшем он отправляется в комплекс Гольджи, где дальше и перерабатывается. Изнутри этой клеточной составляющей, которая предназначена для синтеза и скопления различных веществ с помощью ферментов происходит отделение С-пептида.

А дальше, как итог образуется инсулин и его накопление, упаковывание для лучшей сохранности в секреторные вместилища. Потом если появляется потребность инсулина в организме, что связано с поднятием глюкозы, «В» клетки этот гормон быстро выбрасывают в кровь.

Так организм человека и образует описываемый гормон.

При выходе в русло крови часть И. образует комплексы с белками плазмы крови — так наз.

связанный инсулин, другая часть остается в форме свободного инсулина. Л.

К. Старосельцева и сотр. (1972) установили, что существуют две формы связанного И.

: одна форма — комплекс И. с трансферрином, другая — комплекс И.

с одним из компонентов альфа-глобулинов сыворотки крови. Свободный и связанный И.

отличны друг от друга по биол. иммунным и физ.

-хим. свойствам, а также по влиянию на жировую и мышечную ткани, которые являются органами-мишенями и называются инсулинчувствительным и тканями.

Свободный И. реагирует с антителами к кристаллическому П.

, стимулирует поглощение глюкозы мышечной и в какой-то степени жировой тканью. Связанный И.

не реагирует с антителами к кристаллическому П. стимулирует поглощение глюкозы жировой тканью и практически не влияет на этот процесс в мышечной ткани.

Связанный И. отличается от свободного скоростью метаболизма, поведением в электрофоретическом поле, при гельфильтрации и диализе.

При экстракции сыворотки крови солянокислым этанолом было получено вещество, по биол, эффектам подобное И. Однако это вещество не реагировало с антителами, полученными к кристаллическому П.

Читайте также:  Расторопши пятнистой плодов экстракт (Extractum fructuum Sylibi mariani)- описание вещества, инструк

, и поэтому было названо «неподавляемая инсулиноподобная активность плазмы», или «инсулиноподобное вещество». Изучению инсулиноподобной активности придается большое значение; «неподавляемая инсулиноподобная активность плазмы» многими авторами рассматривается как одна из форм И.

Благодаря процессам связывания И. с белками сыворотки крови обеспечивается его доставка к тканям.

Кроме того, связанный И. является как бы формой хранения гормона в крови и создает резерв активного И.

в русле крови. Определенное соотношение свободного и связанного И.

обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма.
.

Количество И. циркулирующего в русле крови, определяется не только скоростью секреции, но и скоростью его метаболизма в периферических тканях и органах.

Наиболее активно процессы метаболизма И. протекают в печени.

Существует несколько предположений о механизме этих процессов в печени; установлено, что имеются два этапа — восстановление дисульфидных мостиков в молекуле инсулина и протеолиз с образованием биологически неактивных пептидных фрагментов и аминокислот.

Существует несколько инсулининактивирующих и инсулиндеградирующих ферментных систем, участвующих в метаболизме И. К ним относятся инсулининактивирующая ферментная система [протеиндисульфидная редуктаза (глютатион)] и инсулиндеградирующая ферментная система, к-рая представлена тремя типами протеолитических ферментов.

В результате действия протеиндисульфидной редуктазы происходит восстановление — S— S-мостиков и образование А- и B-цепей И. с последующим протеолизом их до отдельных пептидов и аминокислот.

Помимо печени, метаболизм И. происходит в мышечной и жировой тканях, почках, плаценте.

Скорость процессов метаболизма может служить контролем за уровнем активного И. и играет большую роль в патогенезе сахарного диабета.

Период биол, полураспада И. человека — ок.

Производство и составляющая вещества

Образуется в поджелудочной железе естественный инсулин. Лекарство же описываемое в этой статье, являясь жизненно необходимым препаратом, произвело настоящую революцию среди тех людей, которые страдают и мучаются от сахарного диабета.

Так что это такое и как инсулин производится в фармацевтике?

Препараты инсулина для диабетиков отличаются друг от друга:

  • Очисткой в той или иной мере;
  • Происхождением (бывает инсулин — бычий, свиной, человеческий);
  • Второстепенными компонентами;
  • Концентрированностью;
  • pH – раствором;
  • Возможностью перемешивания препаратов (короткого и продлённого действия).

Введение инсулина производится специальными шприцами, калибровка которых представлена следующим процессом: при заборе шприцем 0,5 мл лекарства, пациент забирает 20 единиц, 0,35 мл равняется 10 единицам и так дальше.

Из чего делают этот препарат? Здесь всё зависит от способа его получения. Он бывает следующих видов:

  • Лекарственным средством животного происхождения;
  • Биосинтетическим;
  • Генно-инженерным;
  • Генно-инженерным модифицированным;
  • Синтетическим.

Дольше всего применяли свиной гормон. Но такой инсулин состав, которого полностью не походил на естественные гормоны не имели абсолютного действенного результата. В связи, с чем настоящим успехом и эффектом в лечении диабета стал механизм действия инсулина рекомбинантного, свойства которого практически на 100 % удовлетворили людей, страдающих диабетом, причём разной возрастной категории.

Так, воздействие инсулина рекомбинантного дало неплохой шанс диабетикам на нормальную и полноценную жизнь.

Параграф 102 инсулин

Автор текста Анисимова Е.С.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не учить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

См. сначала п.30-35, 37, 44-49, 66, 72, затем 103.
Сокращение: Ин – инсулин.

ПАРАГРАФ 102:
«Инсулин.»

Содержание параграфа:
102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.
102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.
102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ИН.
102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.
102. 5. Влияние Ин на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.
102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.
102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.
Другие эффекты инсулина.

102. 1. МЕТАБОЛИЗМ ИНСУЛИНА.

Инсулин (Ин) секретируется в кровь ;-клетками ПЖЖ,
циркулирует в крови в течение нескольких минут,
связывается со своими рецепторами на поверхности клеток,
захватывается клетками печени, в которой метаболизируется.

Молекула инсулина представляет собой два пептида,
связанных двумя дисульфидными связями;
один пептид состоит из 21 аминоацила и называется А-цепью,
а второй пептид состоит из 30-ти аминоацилов и называется В-цепью.

(В А-цепи есть внутренняя дисульфидная связь:
таким образом, всего в молекуле инсулина три S-S связи и 51 аминоацил).
Формально инсулин является пептидом, так как содержит менее 100 аминоацилов,
но по свойствам инсулин является образцовым белком.

Как и все белково-пептидные гормоны, инсулина образуется путем отщепления пептидов
от белка-предшественника (то есть путем ограниченного протеолиза).

При образовании инсулина происходит отщепление двух пептидов –
первый отщепляемый пептид называется лидерным пептидом или сигнальным пептидом («сигналом»),
его отщепление происходит под действием сигнальной пептидазы
после проникновения синтезируемой ППЦ в полость ЭПС – п.83,
(функция сигнального пептида заключалась в том, чтобы ППЦ проникла в полость ЭПС).
Второй отщепляемый пептид называется С-пептидом и отщепляется позже, в везикулах.

Предшественник инсулина называется пре/про/инсулином.
Приставка пре- обозначает наличие лидерного пептида,
а приставка про- обозначает наличие С-пептида.

Таким образом, при отщеплении лидерного пептида от пре/про/инсулина образуется проинсулин,
а при отщеплении С-пептида от проинсулина образуется инсулин.
(Пре/про/инсулин – лидерный пептид = проинсулин,
проинсулин – С-пептид = инсулин).

Пре/про/инсулин, как и все белки, образуется из аминокислот в процессе трансляции мРНК.
Кроме отщепления пептидов, при образовании Ин происходит образование трех S-S связей.
Для секреции инсулина нужны ионы цинка.

Секреция инсулина происходит так же, как и секреция других белков:
везикулы с молекулами Ин подходят к внешней мембране,
мембрана везикул «сливается» с ЦПМ,
в результате чего содержимое везикулы (в данном случае молекулы инсулина) оказываются вне клетки.
Затем молекулы Ин поступают в кровь и с током крови доставляются к клеткам-мишеням.

102. 2. РЕГУЛЯЦИЯ секреции Ин.

Секреция Ин увеличивается при гипергликемии
и снижается при гипогликемии.

Потому что одна из задач инсулина – снижать [глюкозы] в крови
(то есть оказывать гипогликемическое действие).

Известно, что при гипер/гликемии увеличивается стабильность мРНК
пре/про/инсулина (это способствует образованию новых молекул Ин).

Читайте также:  КАНЕФРОН® Н — лидер среди препаратов в лечении заболеваний почек и МВП! Еженедельник АПТЕКА

Освобождению инсулина способствует лептин (п.99) –
гормон, который вырабатывается клетками белой жировой ткани (адипоцитами).

Это важно, т.к. при дефиците лептина или его СТС возникают симптомы недостаточности инсулина.
Для помощи таким пациентам с недостаточностью лептина применяют генно-инженерный лептин.
На освобождение Ин влияют катехоламины (п.106):
через ;2-рецепторы катехоламины снижают освобождение инсулина,
а через ;2-рецепторы КА (адреналин) увеличивают освобождение инсулина.

102. 3. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ инсулина (п.98).

Как и все гормоны, Ин в первую очередь связывается со своими рецепторами.
Рецептор инсулина относится к ферментным рецепторам.

При связывании инсулина с рецептором происходит активация тирозин/киназы (ТК)
(ТК является частью того же белка, что и рецептор,
но ТК находится на внутренней стороне мембраны).
Активированная ТК фосфорилирует белки:
белок Ras и киназу, превращающую ФИФ2 в ФИФ3.

ФИФ3 и активированный Ras активируют каскады протеин/киназ.
Активация каскада ПК белком Ras приводит
к активации ряда транскрипционных факторов, способствующих:
1) синтезу белков,
2) росту клеток
3) и делению клеток (пролиферации).
Эти эффекты способствуют заживлению, обновлению клеток,
поэтому при нарушении этих эффектов инсулина (при СД) заживление замедляется.

Активация каскада ПК под действием ФИФ3 способствует поступлению глюкозы в клетки из крови
(это способствует снижению [глюкозы] в крови, то ест гипогликемии)
и использованию глюкозы в клетках
(гликолизу, синтезу гликогена (в печени и мышцах),
превращению излишка глюкозы в жир и т.д.).

ВЛИЯНИЕ инсулина на метаболизм.
(Эффекты инсулина).
Инсулин влияет не на все клетки.

Ткани, на которые инсулин не влияет, называются инсулин-нечувствительными;
к ним относятся нейроны, глаз, почки, эритроциты.

Ткани, на которые инсулин влияет, называются инсулин-чувствительными.
К инсулин-чувствительным тканям относятся:
мышечная, жировая, соединительная ткани, печень.

Инсулин влияет на обмен всех 4-х основных классов веществ. –

102. 4. Влияние инсулина на ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ обмен.

Инсулин обеспечивает выработку АТФ за счет поддержания активности ЦТК.
Выработка АТФ дает ощущение наличия сил и сами силы, работоспособность.

Инсулин поддерживает ЦТК за счет:
снабжения ЦТК субстратами первой реакции:
ацетилКоА и оксалоацетатом.

Концентрацию ацетилКоА инсулин поддерживает за счет активации ПДГ
(ПДГ – это фермент (Е-комплекс) реакции, в которой образуется ацетилКоА),

концентрацию оксалоацетата инсулин поддерживает за счет торможения ГНГ
(это процесс, который мог бы использовать ОА,
если бы инсулин не снизил активность ГНГ).

Кроме этого, инсулин поддерживает активность ЦТК за счёт снижения концентрации НЭЖК,
которые могли бы снизить активность ЦТК.

102. 5. Влияние инсулина на УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН.

Главное, что нужно помнить – инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови,
то есть приводит к гипогликемии.
Из-за этого инсулин называется гипогликемическим гормоном.

Инсулин является единственным гипогликемическим гормоном,
и именно поэтому дефицит инсулина (или его действия)
приводит к повышению концентрации глюкозы в крови («сахар в крови»)
при недостаточности инсулина при сахарном диабете.

Гипогликемическое действие инсулина основано
1) на торможении инсулином процессов, в которых образуется глюкоза
(ГНГ и распада гликогена = гликогенолиза),

2) и на стимуляции процессов, в которых используется глюкоза
(гликолиза, аэробного окисления глюкозы, ПФП,
синтеза гликогена, превращения глюкозы в жиры).

Стимуляция гликолиза и окисления глюкозы приводит
не только к гипогликемии,
но и к образованию метаболитов ЦТК, а далее –
1) к выработке АТФ (это нужно для работоспособности деления клеток) и
2) некоторых аминокислот для синтеза белков.

Стимуляция ПФП повышает выработку и количество НАДФН и Р-5-Ф.

НАДФН нужен для:
1) для антиокислительной системы
(она замедляет старение,
препятствует атеросклерозу,
поддерживание прозрачность хрусталика )замедляет развитие его помутнения – катаракты),
защищает от разрушения лейкоциты и нейроны,
обеспечивает устойчивость эритроцитов к гемолизу и т.д.),
2) для процессов гидроксилирования (при синтезе стероидов и др.),
3) для синтеза жирных кислот, холестерина, ДНК (дезоксинуклеотидов).

Р-5-Ф нужен для синтеза РНК и ДНК –

это нужно для деления клеток и синтеза белков (мышечных).
Деление клеток нужно
при росте,
заживлении,
кроветворении,
обновлении клеток кожи и слизистой ЖКТ и т.д..
Синтез белка нужен для деления клеток, для увеличения мышечной массы, роста, для получения пищеварительных ферментов, белков плазмы крови, в т.ч. антител.

При СД из-за недостаточности влияния инсулина
снижена активность ПФП, что приводит к недостаточной выработке Р-5-Ф и НАДФН,
что приводит к снижению деления клеток, замедлению заживления, катаракте и т.д.

102. 6. Влияние Ин на ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН.

Главное: инсулин препятствует худобе и кетоацидозу.

Ин препятствует худобе за счет
1) стимуляции синтеза жира и жирных кислот и
2) за счет торможения распада жира (липолиза) и жирных кислот (;-окисления).

Ин препятствует кетоацидозу
(то есть снижению рН при накоплении кетоновых тел) за счет
1) снижения синтеза кетоновых тел (кетогенеза) и
2) за счет снижения липолиза и ;-окисления,
т.к. именно липолиз и бета-окисление являются главными источниками ацетилКоА для синтеза кетоновых тел.

При недостаточности инсулина при сахарном диабете
концентрация кетоновых тел повышается,
что создает угрозу для жизни (риск кетоацидотическй комы)
и требует срочного введения инсулина для снижения кетогенеза и снижения концентрации кетоновых тел.

Влияние Ин на синтез холестерина и развитие атеросклероза.

Инсулин снижает риск развития атеросклероза,
поэтому при СД атеросклероз развивается быстро и является самым проблем из отдаленных осложнений СД (т.к. чаще других осложнений приводит к смерти).

Инсулин замедляет развитие атеросклероза за счет снижения уровня атерогенных ЛПНП
за счет ускорения их поступления из крови в клетки
за счет увеличения количества рецепторов к липопротеинам.
А также за счет снижения перекисного окисления липопротеинов
за счёт увеличения инсулином активности ПФП, образования НАДФН, работы антиокислительной системы.

При дефиците инсулина при сахарном диабете все наоборот – скорость развития атеросклероза повышается
за счёт повышения концентрации атерогенных липопротеинов
из-за снижения скорости поступления липопротеинов из крови в клетки
из-за снижения количества рецепторов к липопротеинам
и из-за снижения работы антиокислительной системы.

Читайте также:  Имудон аналоги дешевле, список, цена в рублях, альтернатива

Синтез холестерина инсулин увеличивает,
но за счет ускорения захвата липопротеинов клетками инсулин не приводит к повышению уровня холестерина и атерогенных ЛПНП в крови.

102. 7. Влияние Ин на БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.

Ин стимулирует синтез белка и подавляет катаболизм белков.
Следствием этого является снижение [аммиака], что позволяет обойтись без активного синтеза мочевины.
Снижение синтеза мочевины приводит к снижению остаточного азота.
Синтезу белка способствуют такие эффекты Ин, как
1) увеличение транспорта аминокислот в клетку,
2) секреция желудочного сока (в желудке перевариваются в основном белки, что способствует образованию АК),
3) поддержка ЦТК, т.к. это дает аминокислоты (мономеры для синтеза белка)
и АТФ для синтеза белка,
4) стимуляция ПФП (он дает Р-5-Ф для синтеза РНК перед синтезом белка).
О значении синтез белка сказано выше.

Другие эффекты Ин.
Инсулин увеличивает:
1) транспорт нуклеозидов в клетку,
2) синтез РНК (транскрипцию сотен генов) для синтеза белков,
3) пролиферацию,
4) задерживает ионы калия в клетке (К+ способствует таким эффектам Ин, как усвоение Г и синтез белков).

Инсулин структурная формула

2 Методы идентификации инсулина и методы контроля его безопасности

Цель: Научиться идентифицировать инсулин и контролировать его безопасность.

Идентификация (от лат. idenlifico — отождествляю) химическая, установление вида и состояния молекул, ионов, радикалов, атомов и др. частиц на основе сопоставления эксперим. данных с соответствующими справочными данными для известных частиц.

Инсулин – это белок. Все белки представляют собой полимеры, цепи которых собраны из фрагментов аминокислот. Аминокислоты – это органические соединения, содержащие в своем составе аминогруппу NH2 и карбоксильную группу СООН. В образовании белков участвуют только такие аминокислоты, у которых между аминогруппой и карбоксильной группой всего один углеродный атом. В общем виде они могут быть представлены формулой H2N–CH(R)–COOH. Группа R, присоединенная к атому углерода (тому, который находится между амино- и карбоксильной группой), определяет различие между аминокислотами, образующими белки. Эта группа может состоять только из атомов углерода и водорода, но чаще содержит помимо С и Н различные функциональные группы. Из всего многообразия существующих аминокислот (теоретически количество возможных аминокислот неограниченно) в образовании белков участвуют только двадцать, так называемые «фундаментальные» аминокислоты. Для «строительства» инсулина природа использовала 16 аминокислот (из допустимых двадцати) (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Аминокислоты, участвующие в создании инсулина

Название

Структура

Обозначение

Белковая молекула образуется в результате последовательного соединения аминокислот, при этом карбоксильная группа одной кислоты взаимодействует с аминогруппой соседней молекулы, в результате образуется пептидная связь –CO–NH– и выделяется молекула воды (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 — Последовательное соединение аланина, валина и глицина

Из превращений, показанных на рисунке 1, следует, что при любом количестве соединяемых аминокислот на одном конце возникшей цепочки обязательно будет находиться аминогруппа, а на другом – карбоксильная. Фрагменты соединенных аминокислот обозначены (под фигурными скобками) теми сокращенными буквосочетаниями, которые указаны в таблице 1. Таким образом, вместо структурной формулы мы можем использовать сокращенное обозначение получившегося трипептида: ала-вал-гли. Поскольку количество аминокислот, используемых природой, всего двадцать, то подобные сокращения позволяют компактно записать формулу любого белка, и никакой неясности при этом не возникнет.

Молекула инсулина состоит из 51 аминокислотного остатка (это один из самых короткоцепочечных белков) и представляет собой две соединенные между собой параллельные цепи неодинаковой длины (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Последовательность аминокислот в молекуле инсулина: А-цепь содержит 21 аминокислотный остаток, Б-цепь – 30

Содержащиеся в молекуле остатки аминокислоты цистеина (сокращенное обозначение Цис) образуют дисульфидные мостики S-S-, которые связывают две полимерные цепи молекулы и, кроме того, образуют перемычку внутри А-цепи. При таком компактном изображении белковой молекулы символы химических элементов используют только для обозначения дисульфидных мостиков и концевых групп (NH2 и COOH) (рисунок 2.3).

Основная трудность при сборке белковой молекулы – добиться, чтобы необходимые аминокислоты соединялись в строго определенном порядке. При этом нужно учитывать, что аминокислота способна реагировать не только с другой аминокислотой, но и сама с собой, и в итоге может получиться молекула, не имеющая ничего общего с тем, что синтезирует живой организм.

Рисунок 2.3 – Структурная формула инсулина

К моменту, когда решался вопрос о синтезе инсулина, было разработано несколько соответствующих методик. Для того чтобы аминокислота, которую намечено было присоединить к растущей цепи, не реагировала сама с собой, ее реакционноспособные концы (аминогруппу NH2 и карбоксильную группу СООН) блокировали специальным образом: карбоксильную группу переводили в п-нитрофениловый эфир, а со стороны аминогруппы присоединяли карбоксибензильную группу (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Реакция блокированной молекулы с аминогруппой

В результате растущая цепь удлинялась на одно пептидное звено. Однако теперь на конце цепи разместилась блокирующая карбоксибензильная группа. Чтобы сделать «аминный хвост» реакционноспособным, т. е. перевести его в активную форму, осуществляли обработку бромоводородом с уксусной кислотой (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 – Обработка «аминного хвоста» бромоводородом с уксусной кислотой

В результате аминогруппа на конце цепи (она показана в виде аммониевой соли с HBr) вновь была готова реагировать с очередной аминокислотой (естественно, тоже содержащей блокирующие группы). Параллельно были разработаны и другие методы сборки полипептидных цепей.

Контрольные вопросы:

1. Строение инсулина;

2. Аминокислотный состав инсулина;

3. Структура инсулина.

Рекомендуемая литература:

1. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. Мир, М., 1989;

2. Иммунология / под ред. У. Пола. М.: Мир, 1998;

3. Пассет Б.В., Воробьева В.Я. Технология химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков. Медицина, М., 1994.

Контрольные задания для СРС:

1. Составить синквейн на тему: «Антибиотики»;

2. Реферат на тему: «Современный мировой рынок фармацевтического инсулина».

Ссылка на основную публикацию
Фурункулез причины и лечение, симптомы у детей и взрослых
Фурункул Симптомы В развитии фурункула различают три стадии: - стадию развития инфильтрата; - стадию нагноения и некроза; - стадию заживления....
Фосфор неорганический (в крови) (P, Phosphorus)
Фосфор: роль в организме, норма в крови, повышение и понижение уровня © Автор: З. Нелли Владимировна, врач лабораторной диагностики НИИ...
Фосфор неорганический (неорганический фосфор,phosphorus) (моча) — сдать в Москве, цена исследования
Анализ крови: фосфор Фосфор (микроэлементы в сыворотке крови) Подготовка к исследованию: Сдача крови проводится утром с 8 часов, перед анализом...
Фурункулы на интимных местах у взрослых, детей как выглядят, чем лечить
Что делать при появлении фурункулов на женских гениталиях? Бритье интимных мест сейчас считается повседневной гигиеной. Большинство женщин сбривают волосы не...
Adblock detector