Insulina – anaboliczny
hormon peptydowy
o działaniu ogólnoustrojowym, odgrywający zasadniczą rolę przede wszystkim w
metabolizmie
węglowodanów
, lecz także
białek
i
tłuszczów
.
Nazwa insulina z
łac.
insula - wyspa, pochodzi od
wysepek Langerhansa
trzustki
, gdzie insulina jest produkowana.
Odkrycie
Insulina została odkryta w
1922
przez
Fredericka Bantinga
i jego asystenta
Charlesa Besta
. W
1923
za odkrycie insuliny Banting otrzymał
Nagrodę Nobla
. Za współpracę w tym odkryciu razem z nim wyróżniono nagrodą jego zwierzchnika,
Johna Macleoda
, natomiast pominięto Besta, chociaż sam Banting uważał, że wyróżnienie bardziej niż Macleodowi należało się Bestowi. W akcie solidarności Banting podzielił się premią finansową z Bestem.
Kolejną nagrodę Nobla związaną z insuliną odebrał w 1958 r.
Frederick Sanger
, który trzy lata wcześniej ustalił sekwencję aminokwasową insuliny. W 1963 roku zsyntetyzowano ją chemicznie - w obu przypadkach było to pierwsze białko, dla którego się to udało. W 1969
Dorothy Crowfoot Hodgkin
za pomocą
krystalografii
rentgenowskiej ustaliła budowę przestrzenną insuliny.
Odkrycie insuliny było jednym z ważniejszych odkryć
medycyny
w tamtym czasie i stanowiło przełom w leczeniu cukrzycy.
Budowa
Trójwymiarowa struktura chemiczna insuliny
Cząsteczka insuliny składa się z 2 łańcuchów
polipeptydowych
A i B połączonych ze sobą dwoma
mostkami disiarczkowymi
: łańcuch A zawiera 21, a łańcuch B - 30
aminokwasów
.
Łańcuch insuliny wołu
Łańcuch A
NH2 -
Gly
-
Ile
-
Val
-
Glu
- Glu -
Cys
- Cys -
Ala
-
Ser
- Val - Cys - Ser -
Leu
-
Tyr
- Glu - Leu - Glu -
Asp
- Tyr - Cys - Asp - COOH
Łańcuch B
NH2 -
Phe
- Val - Asp - Glu -
His
- Leu - Cys - Gly - Ser - His - Leu - Val - Glu - Ala - Leu - Tyr - Leu - Val - Cys - Gly - Glu -
Arg
- Gly - Glu - Arg - Gly - Fen - Fen - Tyr -
Thr
-
Pro
-
Lys
- Ala - COOH
W łańcuchu A pierwsza (licząc od
grupy aminowej
) i trzecia cysteina są połączone między sobą
wiązaniem disiarczkowym
. Między drugą cysteiną łańcucha A i pierwszą cysteiną łańcucha A i drugą cysteiną łańcucha B również występują mostki disiarczkowe.
Insulina innych gatunków zwierząt różni się nieco budową od tej tu podanej insuliny, dotyczy to szczególnie ósmego, dziewiątego oraz dziesiątego aminokwasu łańcucha A. Mimo zmian
aminokwasów
w łańcuchu właściwości są podobne.
Rola w organizmie
Rola insuliny w regulacji gospodarki glukozy. Antagonizm z glukagonem
Insulina produkowana jest przez
komórki β
(komórki beta) wysp trzustki (wyspy Langerhansa). Najważniejszym bodźcem do produkcji insuliny jest poposiłkowe zwiększenie stężenia
glukozy
we
krwi
. Dzięki zwiększeniu wytwarzania insuliny i jej wpływowi na
komórki
efektorowe (
miocyty
,
adipocyty
,
hepatocyty
) zwiększa się transport glukozy do wnętrza komórek, co obniża poziom glukozy we krwi.
Działanie insuliny podlega
homeostatycznej
kontroli licznych mechanizmów, głównie hormonalnych. Wpływa między innymi na czynność jajników.
Niedobór (względny lub bezwzględny) leży u podłoża wystąpienia zaburzeń gospodarki
węglowodanowej
, przede wszystkim
cukrzycy
. Jest podawana w celach leczniczych dla uzupełnienia tych niedoborów.
Insulina jest także środkiem dopingującym najczęściej stosowanym w kulturystyce.
Wytwarzanie na skalę przemysłową
Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami
inżynierii genetycznej
(została zaakceptowana do stosowania u ludzi w 1982). Obecnie do produkcji insuliny wykorzystuje się
bakterie
Escherichia coli
, którym wszczepia się gen ludzkiej insuliny. Hodowle bakteryjne syntetyzują ludzką insulinę, którą następnie oczyszcza się i wykorzystuje do produkcji leków.
Zobacz też
Bibliografia
- Bronisław Filipowicz, Chemia i Życie, Wydawnictwo Warszawa 1981, str. 159