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胰岛素的一级结构与功能

来源:中检健康 编辑:中检健康 时间:2020-05-19
1. 不同生物体胰岛素一级结构的差异

胰岛素是由51个氨基酸组成的双链(A、B链)蛋白激素,分子量为5374,等电点5.35,A链含有21个氨基酸,B链有30个氨基酸。两条肽链之间由两个二硫键连接, A链的第6和第11位氨基酸残基之间也由二硫键相连。

不同种属的胰岛素除A链的4、8、9和10位及B链3、9、29和30位外,其他氨基酸成分是相同的。猪胰岛素与人胰岛素的不同之处是在B链30位由丙氨酸取代了苏氨酸;牛胰岛素与人胰岛素有3个氨基酸不同,A8和B30不是苏氨酸,而是丙氨酸,A10位上的异亮氨酸被缬氨酸取代。

 

胰岛素的一级结构及不同动物胰岛素在A链中的差异

利用X衍射法观察猪胰岛素晶体,发现胰岛素分子中的氨基酸残基明显集中为三个区:①分子内核全部由疏水残基组成,包括分子中的大部分支链氨基酸残基和A6、 A11、A20、B19四个半胱氨酸残基;②由B12缬、B16酪、B24苯、B25苯及其附近的一些疏水性基团共同构成胰岛素分子表面的疏水区,这可能是胰岛素与其靶细胞膜上受体结合的部位;③主要由A链头尾部氨基酸组成分子表面的极性区,可能是信息传导的活性部位。

胰岛素分子晶体是由6个胰岛素分子和2个Zn2+形成的含锌胰岛素六聚体。首先,两个胰岛素分子形成二聚体,然后3个二聚体围绕三重轴形成对称的排列,B链第10位上组氨酸的咪唑基与轴上的Zn2+组成配位键。胰岛素晶体中锌的含量约为0.4%~0.5%。六聚体可能是胰岛素在β细胞中的储存形式。

2. 人与各种动物胰岛素一级结构及其活性比较

胰岛素的一级结构与其生物活性有密切关系。如用胰蛋白酶水解胰岛素,去掉B链C端的8肽,生物活性只剩1%,B23甘氨酸、B24苯丙氨酸等均为维持胰岛素生物活性所必需的。二硫键被还原使胰岛素裂解为-A和B链后,胰岛素的生物活性完全丧失。

表二、人与各种动物胰岛素一级结构及其活性比较

文章来源:中国科普博览
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