蛋白质工程—胰岛素和糖尿病.pptVIP

胰岛素糖尿病李广福生化生物1201B蛋白质工程

α-螺旋6β-折叠2β-转角6无规那么卷曲亲水性氨基酸外表极性亲水性疏水性2263

保守序列分析保守序列占总序列的50%多科学家认为这些跨物种的相似性证明了某个特殊的基因完成了一些许多生命形式所必须的根本功能，因此在进化过程中保存了这些序列。

胰岛素你知多少？

胰岛素原是一条单一的多肽链(86肽),它包含一个由31个氨基酸残基组成的连接肽。这个连接肽(称为C肽)连接B链的C端和A链的N端。当胰岛素原的二硫键被复原然后重新氧化时,可以形成正确的二硫键配对。胰岛素原的N端进一步延长20个左右的氨基酸残基(信号序列)就是前胰岛素原。不同生物体的信号序列长短有所不同。胰岛素原的根本结构是：(B链)ArgArg(C肽)LysArg(A链),在C肽的N端和C端通过碱性氨基酸二肽把A链和B链连接起来。

胰岛素是在胰岛β细胞中合成的，刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，同时形成二硫键，成为胰岛素原。最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素和一个C肽前胰岛素原转化为胰岛素过程

←胰岛素原胰岛素→

在信号肽的作用下，正在合成的肽链进入内质网腔，经过信号肽酶的切割作用，移去信号肽，形成胰岛素原。胰岛素原分子发生折叠，使其2个末断片段A和B之间形成正确的二硫键，并最终包装成分泌颗粒的形式储藏在高尔基体中。当机体需要时，高尔基体中的转换酶〔convertase〕PC3和PC2——一类与枯草蛋白酶相关的内切蛋白酶——便会分别对胰岛素原分子中的B/C和C/A连接点发生切割作用，再在羧肽酶的作用下的分别切去Arg-Arg和Arg-Lys碱性二肽，从而移走了一段长度为31个氨基酸的C肽，成为成熟的胰岛素。

胰岛素的形成转录〔RNA聚合酶〕翻译胰岛素结构基因mRNA〔从细胞核移向细胞浆的内质网〕前胰岛素原〔核糖体〕信号肽酶前胰岛素原胰岛素原〔储存在高尔基体内〕〔胰岛素原随细胞浆中的微泡进入高尔基体,由86个氨基酸组成的长肽链〕从内质网脱落成小泡向高尔基体转移蛋白酶水解胰岛素原胰岛素〔分泌到B细胞外,进入血液循环中〕在高尔基体进行

关于糖尿病

糖尿病的分类Ⅰ型糖尿病患者体内无法产生胰岛素，因为胰腺中的β细胞完全被破坏了，必须注射胰岛素。Ⅱ型糖尿病患者胰岛β细胞能正常产生胰岛素，有的患者甚至能产生大量胰岛素，但是因为胰岛素抵抗，而不能发挥其降低血糖的作用。妊娠期糖尿病。其他

患Ⅰ型糖尿病的只是小局部，二型糖尿病发生在大局部糖尿病患者〔久坐和肥胖〕。

干扰糖代谢机制，引发糖尿病。胰岛素问题胰岛素受体问题受体后缺陷

胰岛素分子与受体的结合主要发生在分子的一个外表上。这个外表由两个局部组成，一个是具有相当面积的疏水区，一个是分散于疏水区周围的一些携带电荷的或极性的基团

糖尿病的治疗作为治疗糖尿病药物，特别是胰岛素依赖型糖尿病，胰岛素素是至关重要的，而其前身——胰岛素原可以经过酶切去除C肽从而成为有活性胰岛素。目前的基因工程常常是发酵生产胰岛素原，然后加工诱惑性的人胰岛素，表达系统有大肠杆菌、酵母菌、枯草杆菌、链球菌等，前两个得到了广泛的应用。动物胰岛素，主要有猪胰岛素和牛胰岛素，是从动物〔猪或牛〕的胰腺提取并纯化，由于与人体自身产生的胰岛素在结构上稍有差异，因而当注射进入人体后，产生抗体和注射进入体内的胰岛素结合，导致胰岛素不能充分发挥效应。结果，在局部患者，注射的胰岛素剂量会越来越大，久而久之导致胰岛素逐渐失效。少数病人免疫反响较严重，可出现皮疹、发热、全身发痒、甚至血压下降、休克等，这些病人就不能继续用这种胰岛素治疗。

C肽的测定：

测定C肽能得知胰岛细胞的功能，对糖尿病的诊断和治疗具有很大的意义，C肽没有胰岛素的功能，而胰岛B细胞分泌的胰岛素和C肽呈等分子关系，这也就是说，分泌几个胰岛素分子，同时必然分泌几个C肽分子。血C肽浓度可间接反响胰岛素浓度。C肽不受肝脏酶灭活，半衰期比胰岛素长，经肾脏直接在尿中排泄，故血中C肽的浓度可更好地反映胰岛素的功能。C肽水平测定可应用于糖尿病分型及了解糖尿病患者胰岛B细胞的功能。无论1型或2型糖尿病患者，初病时都应通过检测C肽或胰岛素水平以判断胰岛B细胞功能。

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