インスリンのタンパク質構造

By Dr. Ananya Mandal, MDRviewed by April Cashin-Garbutt, MA (Editor)

インスリンの構造は動物の種類によって異なっている。

ヒトのインスリンは、ウシやブタのインスリンと構造も機能も似ている。

ヒトのインスリンは、牛（ウシ）や豚（ブタ）のインスリンと構造と機能が最も近い。ウシのインスリンはヒトと3つのアミノ酸残基だけが異なり、ブタのインスリンは1つである。

いくつかの無脊椎動物や魚類のインスリンも、いくつかの類似点を持っているのでヒトで臨床的に有用である。

インスリンは構造

生物学的には活性である正常インスリンはモノマーまたは単一分子として存在します。 2本の長いアミノ酸鎖またはポリペプチド鎖を持っています。

2つのジスルフィド結合（残基A7からB7、およびA20からB19）が鎖を共有結合し、鎖Aには内部ジスルフィド結合（残基A6からA11）が存在します。 これらの結合はすべての哺乳類型インスリンで類似している。

分泌されたインスリンは2本で結合して二量体を形成し、次に6本で結合して六量体を形成する。 この結合は亜鉛の存在下で行われる。

その後、ペプチド鎖は2次元および3次元の形態を形成する。 これらの3次元構造はそれぞれ3つのらせんと3つの保存されたジスルフィド橋を持っている。 これが基本フォールドである。

分子の中心部には、疎水性または「水を嫌う」、あるいは水をはじく領域がある。 この中心部の疎水性残基のクラスターがタンパク質の安定性に寄与している。 安定性はまた、ジスルフィド橋によって貸し出される。

そのコアを取り囲むように、モノマーは2つの広範囲な非極性表面を持つ。 そのうちの1つは芳香族を持つ平らなもので、二量体形成時には埋もれてしまう。 もう一つの表面はより広範囲で、6量体を形成すると消滅する。 これをインスリンの4元構造といいます。

合成時の構造

膵臓のβ細胞で、インスリン分子はもともと110個のアミノ酸からなる1分子（プレプロインスリン）として産生されます。 それが小胞体を通過し、24個のアミノ酸（「シグナルペプチド」）が酵素の作用で鎖の一端から取り除かれ、別の形（プロインスリン）が残る。

プロインスリンは折りたたまれて結合し、分子に最終的な構造を与える。

その後、プロホルモン変換酵素1と2の作用により、33個のアミノ酸からなる中間部分（「C鎖」）が取り除かれ、AとBの2本の鎖からなる最終構造に変換され、さらに別の酵素カルボキシペプチダーゼEにより2個のアミノ酸が取り除かれます。

Further Reading

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引用

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