Insulinets proteinstruktur

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

Insulinets struktur skiljer sig åt mellan olika djurarter. I huvudsak är det dock en proteinkedja som på många sätt liknar varandra bland djuren.

Mänskligt insulin ligger närmast i struktur och funktion med insulin från ko (nötkreatur) eller gris (svin). Nötinsulin skiljer sig från humaninsulin endast i tre aminosyrarester och svininsulin i en aminosyrarest.

Insulin från vissa ryggradslösa djur och till och med fiskar kan vara kliniskt användbart hos människor eftersom de har flera likheter.

Insulinets struktur

Normalt insulin som är biologiskt aktivt är monomeriskt eller existerar som en enda molekyl. Det har två långa aminosyrakedjor eller polypeptidkedjor. Kedjorna är kedja A med 21 aminosyror och kedja B med 30 aminosyror.

Två disulfidbryggor (rester A7 till B7 och A20 till B19) förbinder kedjorna på ett kovalent sätt, och kedja A innehåller en intern disulfidbrygga (rester A6 till A11). Dessa leder är likartade i alla däggdjursformer av insulin.

När insulin utsöndras förenas det i tvåor för att bilda dimmers och sedan i sexor för att bilda hexamers. Denna förening sker i närvaro av zink.

Peptidkedjorna bildar sedan två- och tredimensionella former. Var och en av dessa tredimensionella strukturer har tre spiraler och tre bevarade disulfidbroar. Detta är en grundläggande veckning. Detta grundläggande veck finns i alla medlemmar av insulinpeptidfamiljen.

I molekylernas kärna eller centrum finns ett hydrofobiskt eller ”vattenhatande” eller vattenavstötande område. Detta kluster av hydrofoba rester i centrum bidrar till proteinets stabilitet. Stabiliteten lånas också ut av disulfidbryggorna.

Monomeren har runt sin kärna två omfattande opolära ytor. En av dem är en platt yta som är aromatisk och begravs när det sker en dimerbildning. Den andra ytan är mer omfattande och försvinner när en hexamer bildas. Detta kallas insulinets kvartära struktur.

Struktur vid syntes

I betacellerna i bukspottkörteln produceras insulinmolekylen ursprungligen som en enda molekyl (preproinsulin) bestående av 110 aminosyror. Den passerar genom det endoplasmatiska retikulumet och 24 aminosyror (”signalpeptiden”) avlägsnas genom enzymverkan från kedjans ena ände, vilket lämnar en annan form (proinsulin) kvar.

Proinsulinet veckar sig och binder sig för att ge molekylen dess slutliga struktur. Därefter passerar proinsulinet in i vesiklar som knoppats av från Golgikroppen.

Därefter avlägsnas den mellersta delen (”C-kedjan”) med 33 aminosyror genom verkan av enzymerna prohormonkonvertas 1 och 2, vilket omvandlar den till den slutgiltiga strukturen med 2 kedjor, A och B. Ytterligare 2 aminosyror avlägsnas av ett annat enzym, karboxypeptidas E.

Fortsatt läsning

• Allt innehåll om insulin
• Vad är insulin?
• Insulin gen
• Insulin hypoglykemi
• Insulin upptäckt

Skrivet av

Dr. Ananya Mandal

Dr Ananya Mandal är läkare av yrke, föreläsare av kallelse och medicinsk skribent av passion. Hon specialiserade sig på klinisk farmakologi efter sin kandidatexamen (MBBS). För henne är hälsokommunikation inte bara att skriva komplicerade recensioner för yrkesverksamma utan också att göra medicinsk kunskap begriplig och tillgänglig för allmänheten.

Citat

.