Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Биологическая активность проинсулииа составляет менее 5% биологической активности инсулина. Отсюда следует, что большая часть активного центра инсулина в молекуле предшественника замаскирована. Некоторая часть проинсулина секретируется вместе с инсулином, а в определенных ситуациях (опухоль нз островковых клеток) он высвобождается в больших количествах, чем в норме. Поскольку период полужизни проинсулина в плазме значительно выше, чем у инсулина, и при этом проинсулин дает сильную перекрестную реакцию с антисывороткой к инсулину, уровень «инсулина», определяемый радноиммунологическим методом. в некоторых случаях может превышать содержание биологически активного гормона.
1лааи 51 252 креторные гранулы (конденсация запасание инсулина) икрофиламенты (сокращение ответ на Са ) Аппарат Гольджи (превращение роинсулина в инсулин, упаковка нсупина) Небольшие транспортные пузырьки перенос проинсулина к аппарату Гольджи) дро (образование мРНК репроинсулина) итохондрия Шероховатый зндоппазматический ретикулум (синтез препроинсулина; асщеппение ферментами микросом) Рис. 51.7. Структурные компоненты В-клетки поджелудочной железы, участвующие в индуцированных глюкозой биосинтсзе и секреции гормона. На схеме секреторные гранулы прилегают к микрофиламентам, которые сокращаются под влиянием кальция. (Вазед оп да(а ргезепгег) Ьу Огс) 1..
А рог(га)( оГ ГЬе рапсгсабс В сей, Р)аЬсго!оя)а, 1974, Ю, 163.) (Мойбсг) апг) гергоЖсст), ут)(Ь регпизз(оп, Гготп Лцпг)це(га 1..С., Сагпс)го Я., ).опя Я. А., Ваз)с Н)з(о!оду, 5(Ь ес)., Арр)е(оп аги) Е.апас, 1986.) Какой-либо биологической активности С-пептнда не обнаружено. Эта молекула обладает иными анти- генными свойствами, чем инсулин и проинсулин„ поэтому иммунологическое определение С-пептида позволяет отличить эндогенносекретируемый инсулин от вводимого гормона и дает возможность судить о количестве эндогенного инсулина в тех случаях, когда его прямое определение оказывается невозможным из-за наличия инсулиновых антител. С- пептиды представителей различных видов характеризуются высокой частотой аминокислотных замен, что подтверждает положение о вероятном отсутствии биологической активности у этого фрагмента.
Д. Предшественники пептидов, родственных нпеулину. Структурная организация молекулы прогормона неспецифична для предшественника инсулина. Предшественники близкородственных инсулину пептидных гормонов (релаксина и инсулиноподобных факторов роста) имеют такую же организацию (рис. 51.8).
У всех этих гормонов последовательности А- и В-цепей в молекуле предшественника имеют на карбоксильных и аминоконцах высокогомологичные участки, соединяющиеся между собой связующим пептидом. В пептидных предшественниках инсулина и релаксина по обе стороны от связующего пептида расположены по две основные аминокислоты, соединяюгцие его с А- и В-цепямн. После возникновения между А- и В-цепями дисульфидных мостиков связующий пептид вырезается в результате эцдопротеолиза, и молекула превращается в пептидный гормон, состоящий из двух (А и В) цепей. Инсулиноподобные факторы роста, будучи высокогомологичными инсулину и релаксину по своей первичной структуре, тем не менее имеют одно важное отличие: в молекуле их предшественника отсутствуют участки, по которым происходит отщепление связующего пептида, и поэтому активные гормоны сохраняют структуру единой полипептидной цепи.
Е. Ген инсулина человека. Ген человеческого инсулина (рис. 51.9) локализован в коротком плече хромосомы 11. У большинства млекопитающих экспрессируется один ген инсулина, организованный подобно человеческому гену, но у крыс и мышей имеются два неаллельных гена. В каждом из них закодирован особый проннсулин, дающий начало двум различным активным молекулам инсулина. В настоящее время разработан метод получения человеческого инсулина в бактериальных экспресснруюших системах с использованием технологии рекамбинантных ДНК.
Таким образом, проблему получения этого гормона в количествах, необходимых для больных диабетом, можно считать решенной. Ж. Аномальные продукты гена инсулина человека. Знание структуры инсулинового гена и инсулиновой 253 Гормоны поджелудочной .иеелезы Релексин и ° ' Инсулин / / г / 'ИФР' с ! / / а '~.'в,с о ,с! д з ъ 800 и ~ О Е 600 з он й О д й д ь йд 8 с 30 00 Време, мин Рис. 31.8. Схематическое изображение структуры предшественников родственных инсулину пептилов. Гомологичные участки релаксина, инсулина и инсулинополобного фактора роста изображены в вилс черных полос. Аминокислотные последовательности, соединяющие В- и А-цепи в молекуле предшественников рслаксина и инсулина, обозначены светлыми полосами.
В холе процессинга предшественников с образованием соответствующих продуктов, состоящих из лвух цепей, эти связующие последовательности удаляются (вертикальные стрелки). Аминокислотная последовательность инсулинополобного фактора роста, соответствующая таким связующим пептилам, но не удаляемая в ходе процессинга, изображена участком с точками. Инсулинополобный фактор роста состоит лишь из одной псптилной пепи. (Кедгиин ано' гергое)пссд, ууйЬ рспп!зяоп, Ггогл Тадег Н. д.
АЬпопла! ргодис(з оГ (Ье Ьплзап !пзп!нз депе„рйаЬе!ез, 1984, 33, 693.) молекулы позволяет выявлять аномальные продукты гена, что в свою очередь дает дополнительную информацию о функции данного гормона. Выявлены три мутации этого гена, причем для каждой из них идентифицирована молекулярная основа дефекта. В одном случае в результате мутации единичного основания на месте фенилаланина-В24 оказался сернн, в другом (опять-таки в результате единичной мутации) произошла замена фенилаланина-В25 на лейцин. В третьем случае изменился процессинг проинсулина в активный гормон: мутация нарушила отшепление 3'-конца С-нептида на границе с А-цепью. В основе этого дефекта лежит замена дипептида 1.уьАгд в этом месте цолипептидной цепи на 1.ух-Х, в ре- Рис.
5!.9. Схематическое изображение структуры гена человеческого инсулина. Области, заштрихованные диагональными линиями, соответствуют нетранслируемым областям мРНК. Светлые участки соответствуют вставочным последовательностям, участки, выделенные пунктиром,— кодирующим последовательностям.
Буквами 1., В, С и А обозначены последовательности, колирующие лилерный (сигнальный) пептил, В-пень инсулина, С-пептил и А-цепь инсулина соответственно. Следует обратить внимание на то, что кодирующая последовательность лля С-вентили разделена вставочной последовательностью. Масштаб в схеме выдержан. (Кеогавп апе! гергодиссе(, уу!!Ь реглнзяон.
Ггош Тадег Н. д. АЬпопти! ргодис[з оГ Гйе Ьшнап 1нзп!(и депе, Е6аЬегез, !984„33, 639.) зультате которой трицсиноподобное расщепление оказалось невозможным. Выявлению описанных мутаций способствовала их локализация в активном центре молекулы инсулина, в результате чего у соответствующих носителей 1) имеет место гиперинсулинемия, 2) отсутствуют признаки инсулинорезистентности, 3) снижена биологическая активность циркулирующего в крови инсулина и 4) отмечается нормальная реакция на экзогенный инсулин. По крайней мере еще четыре нуклеотидные замены были идентифицированы у «здоровых» людей. Эти мутации локализованы во вставочных (т.е. некодирующих) последовательностях, н на функциональную активность молекулы инсулина они не повлияли. Регуляция секреции инсулина Поджелудочная железа человека секретирует до 40 — 50 ед.
инсулина в сутки, что соответствует 15— 20% обгцего количества гормона в железе. Секреция инсулина — энергозависимый процесс, происходящий с участием системы микротрубочек и микрофиламентов островковых В-клеток и ряда медиаторов. А. Глюкоза. Повышение концентрации глюкозы в крови — главный физиологический стимул секреции инсулина. Пороговой лля секреции инсулина является концентрация глюкозы натощак 80 — 100 мг%, а максимальная реакция достигается при концентрации глюкозы 300 †5 мг%. Секреция инсулина в ответ на повышение концентрации глюкозы носит двухфазный характер (рис.
51.10). Немедленный ответ„или первая фаза реакции, начинается в пределах 1 мин после повышения концентрации глюкозы и продолжается в течение 5 — 10 мин. Затем наступает более медленная и продолжительная вторая фаза, обрывающаяся сразу после удаления глюкозного стимула. Согласно существующим представлениям, наличие двух фаз ответной реакции инсулина отражает существование двух различных внутриклеточных комцартментов, или пулов, инсулина.
Абсолютная концентрация глюкозы в плазме — не единствен- Рис. 51.10. Двухфазный характер секреции инсулина в ответ на повышение концентр щии глюкозы в плазме крови, 254 ная детерминанта секреции инсулина. В-клетки реагируют и на скорость изменения концентрации глюкозы в плазме. При пероральном введении глюкозы происходит гораздо более сильная стимуляция секреции инсулина, чем при ее внутривенном введении. Отсюда следует, что на секрецию инсулина помимо глюкозы влияют также и различные гормоны желудочно- кишечного тракта, такие, как секретин, холецистокинин, гастрин и энтероглюкагон.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
