Проинсулин – предшественник инсулина, вырабатываемый β-клетками поджелудочной железы. Ген INS кодирует его. Важен для диагностики диабета и контроля уровня сахара.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Адамдағы прекурсорлық ақуыз. Проинсулин – панкреастың арнайы аймақтары – панкреастық аралдардың бета жасушаларында түзілетін инсулиннің прогормоны. Адамда проинсулин INS генімен кодталады. Панкреастық аралдар проинсулиннің тек 1-3% ғана толық күйінде бөліп шығарады. Дегенмен, проинсулиннің жартылай ыдырау мерзімі инсулинге қарағанда ұзақ болғандықтан, ол қан ағынындағы инсулинге ұқсас құрылымдардың 5-30% құрауы мүмкін. Проинсулин 1967 жылы Чикаго университетінің профессоры Дональд Ф. Штайнер ашқан.
Precursor protein in humans
Proinsulin is the prohormone precursor to insulin made in the beta cells of the Pancreatic Islets, specialized regions of the pancreas. In humans, proinsulin is encoded by the INS gene. The pancreatic islets only secrete between 1% and 3% of proinsulin intact. However, because proinsulin has a longer half life than insulin, it can account for anywhere from 5–30% of the insulin like structures circulating in the blood. Proinsulin was discovered by Professor Donald F. Steiner of the University of Chicago in 1967.
Құрылымы
Проинсулин адамда 86 қалдықтан (сиырларда 81) тұрады және үш бөлек тізбекшені құрайды. А тізбегі, В тізбегі және оларды байланыстыратын аймақ С пептиді деп аталады. Піскен инсулиннің дұрыс құрылымын қалыптастыру үшін қажетті үш дисульфидтік байланыс бар. Осы дисульфидтік байланыстардың екеуі А және В тізбектері арасында, ал біреуі А тізбегінің ішінде орналасқан. С пептиді проинсулиннің А және В тізбектері арасында болады. С пептидінің А тізбегімен қосылуы проинсулиннің 64 және 65 қалдықтары арасында жүзеге асады, бұл лизин және аргинин молекулалары. Сондай-ақ, түрлер арасында сақталған С пептидінің қалдықтары А және В тізбектеріндегі ұқсас сақталған қалдықтармен өзара әрекеттеседі. Проинсулин Гольджи аппараты арқылы тасымалданатын кезде С пептиді кесіледі. I типті эндопротеаздар, PC1 және PC3, С пептидінің В тізбегімен байланысын бұзады. Кейбір адамдар осы инсулиндерді қолданғанда, проинсулин организмде бөртпеге, инсулинге қарсы тұруға және тіпті инсулин салған жерде теріде ісіктер немесе түйірлер пайда болуына себеп болуы мүмкін. Бұл әртүрлі түрлердің проинсулині арасындағы шағын айырмашылықтарға байланысты туындаған иатрогендік зақымдану деп сипатталады. 1970 жылдардың соңында жоғары тазартылған шошқа инсулині енгізілгеннен және инсулиннің тазалығы 99%-ға жеткеннен кейін, бұл мәселе клиникалық маңыздылығын жоғалтты. Инсулиннің фармакокинетикасына қатысты, белгілі бір инсулин антиденелерінің орташа концентрациясы эндогендік инсулин секрециясы жоқ барлық диабетке шалдырғандарға (мысалы, 1-типті диабеті бар адамдар) пайдалы болуы мүмкін, себебі инсулинмен байланысатын антиденелер инсулиннің клиренсінің жылдамдығы мен таралу кеңістігін арттырып, оның фармакологиялық және биологиялық жартылай өмірін ұзартуға көмектеседі.
Proinsulin is made up of 86 residues in humans (81 in cows), and formed by three distinct chains. The A chain, B chain, and the area connecting the two named the C peptide. There are three disulfide bonds that are necessary for mature insulin to be the correct structure. Two of these disulfide bonds are between the A and B chains, and one is an intra A chain bond. The C peptide is between the A and B chains of proinsulin. The C peptide A chain junction occurs between residues 64 and 65 of proinsulin. These are lysine and arginine molecules, respectively. That said, the residues of the C peptide that are conserved across species interact with similarly conserved residues on the A and B chains. When proinsulin is transported through the Golgi apparatus the C peptide is cleaved. Type I endoproteases, PC1 and PC3, disrupt the C peptide B chain connection. When some people used these insulins, the proinsulin may have caused the body to react with a rash, to resist the insulin, or even to make dents or lumps in the skin at the place where the insulin was injected. This can be described as an iatrogenic injury due to slight differences between the proinsulin of different species. Since the late 1970s, when highly purified porcine insulin was introduced, and the level of insulin purity reached 99%, this ceased to be a significant clinical issue. With respect to their influence on insulin pharmacokinetics, moderate concentrations of certain insulin antibodies may be of positive advantage to all diabetics without endogenous insulin secretion (e. g. people with type 1 diabetes) because insulin binding antibodies effectively increase the insulin's clearance rate and distribution space and help to prolong its pharmacological and biological half lives.
Медициналық маңызы
Тарихи тұрғыдан алғанда, көптеген инсулинмен байланысты метаболиттік аурулар зейіннің басым бөлігін ересек инсулинге бөлген. Алайда, соңғы жылдары осы аурулармен байланысты проинсулиннің құрылымын және қызметін, немесе проинсулин:инсулин арақатынасын зерттеудің маңыздылығы артып келеді.
Historically, the focus of many insulin related metabolic diseases has focused on mature insulin. However, in recent years the importance of studying the structure and function of proinsulin or proinsulin:insulin ratio in relation to these diseases has become increasingly clear.
Диабет
Қан айналымы жүйесіндегі проинсулиннің деңгейінің жетілген инсулин концентрациясына шаққанда артуы, инсулинге қарсы тұрудың және 2-типті диабеттің дамуының алда тұрғанын көрсетеді. Проинсулинмен байланысты және диабетке алып келуі мүмкін қосымша мәселелерге, дұрыс бүгілуге әсер ететін цистеиндер санындағы мутациялар жатады. Эмбриональды даму кезінде проинсулин концентрациясын реттеу өте маңызды, себебі пептидтің тым көп немесе тым аз мөлшері ұрықтың кемістіктеріне және өліміне себеп болуы мүмкін. Бүгінгі күнге дейін нәрестелік диабетті зерттеуде, ауруды тудыратыны тек В доменіндегі аминқышқылының өзгеруі ғана анықталды.
Increased levels of proinsulin in the circulatory system relative to mature insulin concentrations can indicate impending insulin resistance and the development of type 2 diabetes. Additional problems with proinsulin that can lead to diabetes include mutations in the number of cysteines present, which could affect correct folding. Regulation of the concentration of proinsulin during embryonic development is crucial, as too much or too little of the peptide can cause defects and death of the fetus. Thus far in the study of neonatal diabetes mellitus, only amino acid change mutations found in the B domain lead to the disease.