Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 86
Текст из файла (страница 86)
влияют на А- н В-цепей инсулина показаны знаком +, " С- «», то!да как С- гп' ', Н.Я. АЬпоппа! ртов!ос!в оГ Гйе Ьшпап пнвеоо, Ггогп Та8ег .. по гпвц!!и депе, ГХаЬе1ев. 1984, 33, 693.) К ним относятся 1) положения трех дисульфидных мостиков„гидро „27 фобные остатки в С-концевом 3, С- и Х-концевые участки А-цепи. участке В-цепи и - и амен Использование химических д мо и икации и з тдельных аминокислот шее ти этих частков помогли идентифицировать сложный актив " р ный цент с. 51.2).
Расположенный на С-конце В-цепи гидро. кже в диме изации инфобный участок участвует также в ди сулина. Как явствует из табл. 51.2, между ии у. иис лииом чело- 249 Гор.стопы поджелудочной же.тезы КРОМОСОМНАЯ ДНК (ЯДРО! Аминокислот ные замены относи- тельно инсулина человека Вид Положение в А- Положение цени в В-цени 8 9 !О 30 ИНООРМАЦИОННАЯ РНК ГЦИТОПЛАЗМА! ТЬт А1а Бег А1а ТЬг- 5ег- Ве ТЬг- 5ег- Ве ТЬг- Бег- Пе А!а- Бег- Ъ'а1 Человек Свинья, собака, кашалот Кролик Крупный рогатый скот, ко- зл Овца Лошадь Сейвал А)а А)а А!а А1а- О!у- Уа! ТЬг- О)у- 11е А!а- Бег- ТЬг ПОЛИСОМЫ (СИНТЕЗ БЕЛКОВ! Микросомнап мембрана ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ "Спожный" проинсупии Аппарат Гопакам — ----,ф Превращающие ферме«ты СЕКРЕТОРНАЯ ГРАНУЛА Рис.
51.3. Биосинтез инсулина с образованием короткоживущего предшественника. Буквами А, В и С Обозначены А- и В-цепи инсулина и связующий (С) лептнд. Лидерная последовательность нз 23 аминокислот, закодированная в сегменте мрг(К, расположенном рядом с тем сегментом, который детерминирует В-цепь (прерывисптая линия), после Образования Отщепляется, вероятно. еще до завершения синтеза остальивй части молекулы лроинсулина. (Вергог!исса, Ут!!Ь регш(зз(ол, Ггогп Вге(пег О.Р.. Еггов !и !Лвн)!л Ь)овупгЬеяв, )Ч. Епй!. 1.
Мед.. 1976, 294, 952.) Биосинтез Таблица 51.2. Различия в структуре инсулина у представи- телей разных видов млекопитающих. (Мог)1Ттег! апд герго- дцсес!. те!!Ь рспп!вз1оп, Ггош Ваполе%. Р.: Кеч(етч ОГ Мес((са1 РЬуяо!Ойу. 13ГЬ ед., Арр1егоп апд 1апйе, !987.) века, свиньи и быка существует большое сходство. Инсулин свиньи отличается от человеческого инсулина одной-единственной аминокислотной заменой: вместо треоннна в положении 30 В-цепи находится алании. В бычьем инсулине помимо этого треонин АЗ заменен на алании, а изолейцин А10 — на валин. Эти замены практически не влияют на биологическую активность гормона и очень слабо влияют на его антигенные свойсгва. Хотя у большинства больных, получавших гетерологичный инсулин, обнаруживаются циркулирующие в небольшом титре антитела против введенного гормона„некоторые пациенты демонстрируют титр антител клинически значимой величины. До тех пор пока человеческий инсулин не научились получать с помощью методов генной инженерии, для терапевтических целей использовали обычно бычий и свиной инсулины.
Несмотря на значительные различия в первичной структуре, все три инсулина имеют сходную биологическую активность (25 — 30 МЕд/мг сухого веса). Инсулин образует очень интересные сложные структуры. Цинк, концентрация которого в В- клетках достигает высоких значений, формирует комплексы с инсулином и проинсулином. Инсулины всех позвоночных образуют нзологичные димеры с помощью водородных связей между пептидными группами остатков В24 и В26 двух мономеров, которые при высоких концентрациях в свою очередь реорганизуются в гексамеры, содержащие по два атома цинка каждый. Наличие такой высоко упорядоченной структуры облегчило изучение кристаллической структуры инсулина.
При физиологических концентрациях инсулин находится, вероятно„в мономерной форме. А. Предшественники инсулина. Инсулин синтезируется в виде препрогормоиа (мол. масса 11 500). Он ,— -1. ~ — и-зн-" + сз Рибосомы Д Су Транспорт ан РНК Аминокислоты Глава 5! 250 го Рис. 51.4. Структура проинсулина человека.
Молекулы инсулина и С-пептида связаны между собой с помощью двух липептилных линкеров, расположенных по обе стороны от С-пептида. (Я18Ьг1у пюййсд апд гергог1исед, впгЬ репп1ВВ1оп, Ггогп Кагагп 1.Н., Яайег Р. К., РогвЬагп Р. Н. Рапсгеапс Ьоппопех апд ГйаЬегез гпейГнх. 1и: Ввяс апд С1ппса! Епдосппо1ойу, 2пд ед.. Спгеепхрап Р.В., РогВЬат Р.
Н.(едв.), Арр1егоп апд 1 апйе, 1986.1 Молекула проинсулина расщепляется в нескольких специфических участках с образованием эквимолярных количеств зрелого инсулина и С-пептида. Эти ' Указанное положение дипептидов соответствует их положению в полной молекуле проинсулииа при отсчете с 1Ч-конца. — Прим. перев. ' С-пептид от англ. соппесбпй-- связующий.— Прим. перев. может служить примером пептида, образующегося в результате различных преобразований из более крупной молекулы предшественника. Последовательность и субклеточная локализация соответствующих биохимических превращений показаны на рис. 51.3.
Состоящая из 23 аминокислот гидрофобная лидерная последовательность (пре-фрагмент) напра вляет молекулу-предшественник в цистерну эндоплазматического ретикулума и там отделяется. В результате образуется молекула проинсулина (мол. масса 9000), принимающая конформацию„необходимую для образования нужных дисульфидных мостиков. Как показано на рис. 51.4. молекула проинсулина имеет следующее строение, считая от аминоконца: В-цепь — С-пептпп ' А-цепь. ферментативные превращения, показанные схематически на рис.
51.5, начинаются с протеиназы, обладающей трипсиноподобной активностью--- ферментом„отщепляющим с каждой из сторон С- пептида по две основные аминокислоты: дипептид Агя31-Агя32 на 1Ч-конце С-пептида и дипептид 1.ув64-Агя65 — на С-конце С-пептида В. Б. Предшественники других гормонов оствовковых клеток. Синтез других гормонов островковых клеток также требует ферментативного превращения молекул-предшественников с большей молекулярной массой.
Строение молекул панкреатического полипептида, глюкагона и соматостатина в сравнении со строением инсулина схематически показано на рис. 51.6. В образовании этих гормонов участвуют различные комбинации эндопротеолитических (трипсиноподобных) и экзопротеолитических (подобных карбоксипептидазе-В) ферментов, поскольку обладающие гормональной активностью по- Гормоны поджелудочной железы Проинсулин Панкреатическии полипептид Инсулин е — тм А з-з) Соматостатин Промежуточные продукты с д д Глюкагон В А епч — ты о! т — Ан~ Инсулин + с С-пептид З А.а 1 стч в с д д ече ты -Ап~ -Ага ыч — ож $тт-А|е- он Аы (з-з), Рие. 5!.5.
Стадии расщепления проинсулина человека при совместном действии протеиназ, подобных трипсину, и карбоксипептидазе В. Стрелками показано, в каких местах происходит расщепление молекулы. (Кег»гатуп апт» гергог»исег», ту1!Ь регтп1зз»оп, Ггогп дге»пег Г». Р., Тадег Н.
Б. р. 927. 1и: Епт»осг1по1оду, Чо1. 2.„1зеОгоо! 1..Я. Гед.), Огипе апд 5!та!- гоп, 1979.) следовательностн могут обнаруживаться в различных участках молекулы-предшественника: соматостатин — на карбоксильном конце молекулы, панкреатический полн петид — на аминоконце, инсулин — на обоих концах и глюкагон — в средней части. В. Субклеточнаи локализация синтеза инсулина и формирование гранул. Синтез инсулина и его упаковка в грннулы происходит в определенном порядке (рис. 51.7). Проинсулин синтезируется на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума. Затем в цистернах этой органеллы происходит ферментативное отщепление лидерной последовательности (пре-сегмент), образование дисульфидных мостиков и складывание молекулы !рис.
51.3). После этого молекула проинсулина переносится в аппарат Гольджи, где начинаются протеолиз и упаковка в секреторные гранулы. Созревание гранул продолжается по мере продвижения по цитоплазме в направлении плазматической мембраны. Как проинсулин, так и инсулин соединяются с цинком, образуя гексамеры, но поскольку около 95% проинсулина превращается в инсулин, то именно кристаллы последнего придают гранулам их морфологические особенности. Наряду с инсулином в гранулах содержатся также эквимолярные количества С-пептида, однако эти Рис. 5!.6.
Схема строения четырех основных продуктов зндокринных клеток поджелудочной железы. Черными полосками показана часть молекулы предшественника, соответствующая указанному в надписи гормону, тонкой линией обозначены остальные участки пептидной цепи молекулы-предшественника. Места расположения двухосновных аминокислот (аргинина или лизина», гле происходит расщепление молекулы-предшественника, обозначены черными кружками.
Молекула проинсулина изображена в виде линейной структуры, в которой дисульфидные связи не показаны. В действительности молекула проинсулина имеет последовательность: В-цепь — С'-пептид — А-цепь. (Кег»- гатуп апг» гергодисег», уу»гЬ репи!одоп, Ггпу Тадег Н.Я. АЬ- погпи1 ргог»исгз оГ 1Ье Ьшпап 1пзи11п депе.
ЕйаЬегегч 1984, 33, 693.) молекулы не образуют кристаллических структур. Прн соответствующей стимуляции зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, выбрасывая свое содержимое во внеклеточную жидкость путем эмиопитоза. Г. Свойства проиисулина и С-пентида. Длина проинсулинов колеблется от 78 до Зб аминокислот, причем эти различия обусловлены длиной С-пептида. Проинсулин имеет ту же растворимость и изоэлектрическую точку, что и инсулин. Он также образует гексамеры с кристаллами цинки и реагирует с анти- сывороткой к инсулину.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
