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1、胰島素生化功能及其作用機(jī)制目錄1胰島素的化學(xué)結(jié)構(gòu)2胰島素的特性3胰島素的生化功能4胰島素的作用機(jī)制胰島素的化學(xué)結(jié)構(gòu)胰島素是由胰腺β-細(xì)胞所分泌的一種蛋白質(zhì)激素。它是由A、B兩條肽鏈連接組成,A鏈含21個氨基酸,B鏈含30個氨基酸。人胰島素(HI)的一級結(jié)構(gòu)如下:胰島素二級結(jié)構(gòu)胰島素的化學(xué)結(jié)構(gòu)胰島素A、B鏈中共有3個二硫鍵橋,若二硫鍵受堿或還原劑作用而破壞,則胰島素活性喪失。不同動物來源的胰島素結(jié)構(gòu)稍有差異。人與豬的胰島素(PI)結(jié)構(gòu)差別在于C-端第30位氨基酸不同,豬為丙氨酸,人為蘇氨酸。但患者長期應(yīng)用豬胰島素,仍可產(chǎn)生抗體。可用酶的特異
2、性催化作用置換此氨基酸,將PI轉(zhuǎn)化為HI。反應(yīng)原理如下:胰島素的最小分子量為6000左右,常以二聚體形式存在。在胰島內(nèi)含鋅胰島素可形成六聚體,較為穩(wěn)定,在血液循環(huán)中也可以單體形式存在。胰島素的特性胰島素在體內(nèi)的作用時間一般為6~8小時,當(dāng)?shù)入婞c為5.3的胰島素與等電點為12.4的魚精蛋白在同一pH條件下,因帶電不同而二者相互結(jié)合為魚精蛋白鋅胰島素絡(luò)合物時,此絡(luò)合物的等電點為7.3,在人體pH條件下,溶解度降低,人體對它的吸收減慢,因而可延長胰島素的作用時間達(dá)24~28小時。在制劑上,把含鋅胰島素與魚精蛋白結(jié)合成為魚精蛋白胰島素,稱為長效胰
3、島素(精蛋白鋅胰島素)。用于輕型和中型糖尿病。胰島素的種類和作用特點胰島素的體內(nèi)合成胰島素原與胰島素的一級結(jié)構(gòu)胰島素的體內(nèi)合成胰島素的生化功能①促進(jìn)葡萄糖通過心肌、骨骼肌和脂肪細(xì)胞等細(xì)胞膜;②促進(jìn)葡萄糖的氧化作用;③促進(jìn)糖原合成;④抑制糖異生作用。①抑制脂肪動員;②促進(jìn)脂肪酸和脂肪的合成。促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成①促進(jìn)鉀離子和鎂離子穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi);②促進(jìn)脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。胰島素的生化功能胰島素對肝臟糖異生的抑制作用胰島素的作用機(jī)制產(chǎn)生信號傳導(dǎo)的最終生物學(xué)效應(yīng)。包括葡萄糖運(yùn),糖原、脂質(zhì)及蛋
4、白質(zhì)合成酶的活,DNA合成及一些基因的轉(zhuǎn)錄。通過一系列蛋白質(zhì)磷酸化-去磷酸化的過程,引起細(xì)胞內(nèi)與代謝和生長有關(guān)的關(guān)鍵酶的激活胰島素與其受體結(jié)合,激活受體絡(luò)氨酸激酶,引起胰島素受體底物的磷酸化胰島素的作用機(jī)制胰島素的作用機(jī)制胰島素受體磷酸化后,激活靶細(xì)胞細(xì)胞膜載體蛋白,使血液中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中絡(luò)氨酸磷酸化受體與信號分子通過共價修飾,增強(qiáng)磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP濃度通過抑制PEP羧激酶的合成以及減少糖異生的原料,抑制糖異生通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶激活,加速丙酮酸氧化為乙酰輔酶A,加快糖的有氧氧化糖的
5、代謝胰島素的作用機(jī)制脂肪代謝絡(luò)氨酸磷酸化胰島素受體抑制脂肪組織內(nèi)的激素敏感性脂肪酶,減緩脂肪動員,從而促進(jìn)脂肪的合成與貯存,使血中游離脂肪酸減少,同時抑制脂肪的分解氧化。蛋白質(zhì)代謝①絡(luò)氨酸磷酸化胰島素受體激活腺垂體生長激素,促進(jìn)細(xì)胞對氨基酸的攝取和蛋白質(zhì)的合成;②轉(zhuǎn)氨酶使氨基酸脫氮變成酮酸,再變成酮體,從而使蛋白質(zhì)分解增強(qiáng)。胰島素與受體結(jié)合后,抑制轉(zhuǎn)氨酶的活性,能夠抑制蛋白質(zhì)的分解。展望目前胰島素作用的確切機(jī)制尚有許多具體細(xì)節(jié)有待弄清。除這幾個主要途徑外,在一些細(xì)胞系還發(fā)現(xiàn)了多種與胰島素信號傳遞相關(guān)的蛋白,有待進(jìn)一步研究。foryoura
6、ttentionThanks