Structure de la protéine de l’insuline

Par le Dr Ananya Mandal, MDRevue par April Cashin-Garbutt, MA (Editor)

La structure de l’insuline est différente selon les espèces animales. Cependant, il s’agit essentiellement d’une chaîne de protéines qui présente de nombreuses similitudes entre les animaux.

L’insuline humaine est la plus proche en structure et en fonction de l’insuline de vache (bovine) ou de porc (porcine). L’insuline bovine ne diffère de l’humaine que par trois résidus d’acides aminés, et l’insuline porcine par un seul.

L’insuline de certains invertébrés et même de poissons peut être cliniquement utile chez l’homme car elle possède plusieurs similitudes.

Structure de l’insuline

L’insuline normale qui est biologiquement active est monomère ou existe sous forme de molécule unique. Elle possède deux longues chaînes d’acides aminés ou chaînes polypeptidiques. Les chaînes sont la chaîne A avec 21 acides aminés et la chaîne B avec 30 acides aminés.

Deux ponts disulfures (résidus A7 à B7, et A20 à B19) relient de manière covalente les chaînes, et la chaîne A contient un pont disulfure interne (résidus A6 à A11). Ces articulations sont similaires dans toutes les formes d’insuline des mammifères.

Lorsque l’insuline est sécrétée, elle s’associe par deux pour former des dimères, puis par six pour former des hexamères. Cette combinaison a lieu en présence de zinc.

Les chaînes peptidiques forment alors des formes bidimensionnelles et tridimensionnelles. Chacune de ces structures tridimensionnelles comporte trois hélices et trois ponts disulfures conservés. Il s’agit d’un pli de base. Ce repliement de base est présent dans tous les membres de la famille des peptides de l’insuline.

Au cœur ou au centre des molécules se trouve une zone hydrophobe ou « détestant l’eau » ou repoussant l’eau. Ce groupe de résidus hydrophobes au centre contribue à la stabilité de la protéine. La stabilité est également prêtée par les ponts disulfures.

Encerclant son noyau, le monomère possède deux surfaces non polaires étendues. L’une d’entre elles est plate, aromatique et s’enfouit lorsqu’il y a formation d’un dimère. L’autre surface est plus étendue et disparaît lorsqu’un hexamère est formé. C’est ce qu’on appelle la structure quaternaire de l’insuline.

Structure à la synthèse

Dans les cellules bêta du pancréas, la molécule d’insuline est initialement produite sous la forme d’une molécule unique (préproinsuline) composée de 110 acides aminés. Elle passe dans le réticulum endoplasmique et 24 acides aminés (« le peptide signal ») sont retirés par une action enzymatique d’une extrémité de la chaîne, laissant derrière elle une autre forme (pro-insuline).

La pro-insuline se replie et se lie pour donner à la molécule sa structure finale. Puis la pro-insuline passe dans des vésicules bourgeonnées du corps de Golgi.

Par la suite, la section médiane (« la chaîne C ») de 33 acides aminés est retirée par l’action des enzymes prohormone convertase 1 et 2, la convertissant en la structure finale avec 2 chaînes, A et B. Deux autres acides aminés sont retirés par une autre enzyme, la carboxypeptidase E.

Lecture complémentaire

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• Qu’est-ce que l’insuline ?
• Gène de l’insuline
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Écrit par

Dr. Ananya Mandal

Le Dr Ananya Mandal est médecin de profession, conférencière par vocation et écrivain médical par passion. Elle s’est spécialisée en pharmacologie clinique après son baccalauréat (MBBS). Pour elle, la communication en matière de santé ne consiste pas seulement à rédiger des revues compliquées pour les professionnels, mais aussi à rendre les connaissances médicales compréhensibles et disponibles pour le grand public.

Citations

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