Insulinproteinets struktur

Af Dr. Ananya Mandal, MDReviewed by April Cashin-Garbutt, MA (Editor)

Strukturen af insulin er forskellig fra art til art hos forskellige dyr. I det væsentlige er det dog en proteinkæde, der på mange måder ligner hinanden blandt dyrene.

Menneskeinsulin er tættest i struktur og funktion på insulin fra ko (kvæg) eller svin (svin). Kvæginsulin adskiller sig fra menneskeinsulin kun på tre aminosyrerester, og svineinsulin på én.

Insulin fra nogle hvirvelløse dyr og endda fisk kan være klinisk anvendeligt hos mennesker, da de har flere ligheder.

Insulinstruktur

Normalt insulin, der er biologisk aktivt, er monomer eller eksisterer som et enkelt molekyle. Det har to lange aminosyrekæder eller polypeptidkæder. Kæderne er kæde A med 21 aminosyrer og kæde B med 30 aminosyrer.

To disulfidbroer (resterne A7 til B7 og A20 til B19) forbinder kæderne kovalent, og kæde A indeholder en intern disulfidbro (resterne A6 til A11). Disse led ligner hinanden i alle pattedyrsformer af insulin.

Når insulin udskilles, slutter det sig sammen i to’er for at danne dimmere og derefter i seks’er for at danne hexamere. Denne sammenslutning sker i tilstedeværelse af zink.

Peptidkæderne danner derefter 2-dimensionelle og 3-dimensionelle former. Hver af disse 3-dimensionelle strukturer har tre helixer og tre konserverede disulfidbroer. Dette er en grundlæggende fold. Denne grundlæggende foldning er til stede i alle medlemmer af insulinpeptidfamilien.

I kernen eller midten af molekylerne findes et hydrofobt eller “vandhadende” eller vandafvisende område. Denne klynge af hydrofobiske rester i midten bidrager til proteinets stabilitet. Stabiliteten er også betinget af disulfidbroerne.

Monomeren har to store upolære overflader omkring sin kerne. Den ene af dem er en flad, der er aromatisk og bliver begravet, når der sker en dimer-dannelse. Den anden overflade er mere omfattende og forsvinder, når der dannes en hexamer. Dette kaldes insulins quaternære struktur.

Struktur ved syntese

I betacellerne i bugspytkirtlen produceres insulinmolekylet oprindeligt som et enkelt molekyle (preproinsulin), der består af 110 aminosyrer. Det passerer gennem det endoplasmatiske retikulum, og 24 aminosyrer (“signalpeptidet”) fjernes ved enzymvirkning fra den ene ende af kæden og efterlader en anden form (proinsulin).

Proinsulinet folder sig og binder sig for at give molekylet dets endelige struktur. Derefter passerer proinsulinet ind i vesikler, der er knoppet af fra Golgi-legemet.

Dernæst fjernes den midterste del (“C-kæden”) på 33 aminosyrer ved hjælp af enzymerne prohormonkonvertase 1 og 2, der omdanner den til den endelige struktur med 2 kæder, A og B. Yderligere 2 aminosyrer fjernes af et andet enzym carboxypeptidase E.

Videre læsning

• Alt indhold af insulin
• Hvad er insulin?
• Insulin-genet
• Insulinhypoglykæmi
• Insulinopdagelse

Skrevet af

Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal er læge af profession, foredragsholder af kald og medicinsk forfatter af passion. Hun specialiserede sig i klinisk farmakologi efter sin bachelor (MBBS). For hende er sundhedskommunikation ikke kun at skrive komplicerede anmeldelser til fagfolk, men også at gøre medicinsk viden forståelig og tilgængelig for den brede offentlighed.

Citationer