胰岛素的基因结构
胰岛素结构和性质
。这些研究成果为深入研究胰岛素分子结构与功能的关系奠定了基础。
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,去除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。二硫键被还原使胰岛素分解为A链和B链后,胰岛素的生物活性完全丧失。3胰岛素的生物合成
;而作为对照实验,没有被注射有活性提取液而切除胰脏的狗,则因糖尿病几天后就死去了。Banting开始把提取的活性物质命名为isletin。Macleod度假回来得知Banting的研究取得了令人兴奋的结果后,立即将他实验室的主要研究方向转向Banting开创的课题,并将胰岛素isletin更名为insulin。Banting与Best于1922年发表了他们的研究结果,并将初步纯化的动物胰岛素成功地应用于糖尿病人。1923年,由于该项研究成果,Banting与Macleod获医学和生理学诺贝尔奖。胰岛素的发现被认为是糖尿病史上的里程碑事件。为了纪念Banting的贡献,美国糖尿病协会把每年全美糖尿病研究的最高奖项命名为Banting奖。胰岛素的发现激发了各个领域科学家的兴趣,促进了关于胰岛素的生物合成、一级结构与高级结构的研究、化学合成、生物功能与作用机制的研究,在蛋白质的结构与功能的研究中取得前面提到的多个第一的重大成就。
我国科学家历经6年多时间,于1965年完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定,它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都与天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第
一个人工合成的蛋白质[9]
。
1969年,英国科学家Hodgkin用X射线晶体学分析揭示了分辨率为1.9的猪胰岛素的
三维结构[10]。胰岛素分子晶体由6个胰岛素分子和2个Zn2+
胰岛素
胰岛素科技名词定义中文名称：胰岛素英文名称：insulin定义：胰腺朗格汉斯小岛所分泌的蛋白质激素。
由A、B链组成，共含51个氨基酸残基。
能增强细胞对葡萄糖的摄取利用，对蛋白质及脂质代谢有促进合成的作用。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；激素与维生素（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。
胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。
外源性胰岛素主要用来糖尿病治疗，糖尿病患者早期使用胰岛素和超强抗氧化剂如（注射用硫辛酸、口服虾青素等）有望出现较长时间的蜜月期，胰岛素注射不会有成瘾和依赖性。
目录简介显微镜下的胰岛 beta 细胞〖化学本质〗蛋白质〖分子式〗C257 H383 N65 O77 S6〖分子量〗5807.69〖性状〗白色或类白色的结晶粉末〖熔点〗233℃（分解）〖比旋度〗-64°±8°(C=2,0.003mol/L NaOH)〖溶解性〗在水、乙醇、氯仿或乙醚中几乎不溶；在矿酸（无机酸）或氢氧化碱溶液中易溶〖酸碱性〗两性，等电点pI5.35-5.45〖英文缩写〗INS.发现过程胰岛素于1921年由加拿大人F.G.班廷和C.H.贝斯特首先发现。
1922年开始用于临床，使过去不治的糖尿病患者得到挽救。
中国科学院肾病检测研究所主治直至80年代初，用于临床的胰岛素几乎都是从猪、牛胰脏中提取的。
不同动物的胰岛素组成均有所差异，猪的与人的胰岛素结构最为相似，只有B链羧基端的一个氨基酸不同。
80年代初已成功地运用遗传工程技术由微生物大量生产人的胰岛素，并已用于临床。
1955年英国F.桑格小组测定了牛胰岛素的全部氨基酸序列，开辟了人类认识蛋白质分子化学结构的道路。
1965年9月17日，中国科学家人工合成了具有全部生物活力的结晶牛胰岛素，它是第一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质。
高中生物胰岛素知识梳理
高中生物胰岛素知识梳理胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。
接下来店铺为你整理了高中生物胰岛素知识梳理，一起来看看吧。
高中生物胰岛素知识体系高中生物胰岛素知识解析(一)胰岛素的结构：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质，含有2条肽链，氨基酸的连接方式是脱水缩合，这其间要失去49分子的水，形成49个肽键;胰岛素分子中至少含有2个-COOH和2个-NH2;若一个氨基酸的平均分子量是128，那么胰岛素的分子量大约是5646。
(二)胰岛素的合成及分泌：1.胰岛素是分泌蛋白，其合成是在胰岛B细胞中的核糖体上进行的，与其合成及分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(注意掌握各细胞器所起的作用);其合成及分泌的途径是：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→胞外;该物质出入细胞的方式为外排作用。
2.控制胰岛素合成的基因是真核细胞基因，其结构包括编码区和非编码区，非编码区对编码区的表达起调控作用，编码区包括内含子和外显子。
3.基因控制胰岛素的合成包括转录和翻译过程。
在控制胰岛素合成的基因中，至少含有306个脱氧核苷酸;该过程中约需要51个tRNA，mRNA中大约有153个核糖核苷酸、51个密码子。
4.人体内合成胰岛素所需要的原料-氨基酸的来源途径有：肠道吸收、自身蛋白质的分解、氨基转换作用(其它物质的转变)等。
(三)胰岛素的作用及异常：1.胰岛素的生理作用是：调节糖类代谢，降低血糖含量，促进血糖合成为糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量降低。
在血糖平衡调节中，胰岛素的分泌会抑制胰高血糖素的分泌，这两种激素间的关系表现为拮抗作用;当人饥饿时，胰岛素的分泌量会减少。
2.如果一个人持续性高血糖和糖尿，可能的原因是肾功能发生障碍或患糖尿病。
如果是前者，原因是由于肾小管不能有效地将葡萄糖重吸收回血液，他的尿中就会出现葡萄糖，该吸收方式为主动运输;如果是后者，其病因是胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌量过少，从而促进肝糖元的分解，促进非糖物质的转化，使葡萄糖进入组织细胞和在细胞内氧化利用发生障碍，从而导致血糖含量高于160～180mg/dL。
人胰岛素基因
人胰岛素基因胰岛素是一种由胰腺分泌的激素，它在调节血糖水平方面起着重要作用。
胰岛素基因是编码胰岛素蛋白的基因，它位于人类染色体11号上。
胰岛素基因的结构由多个外显子和内含子组成。
外显子是编码蛋白质的片段，而内含子则是在基因表达过程中被剪切掉的非编码片段。
胰岛素基因的外显子经过转录和剪接后形成成熟的胰岛素mRNA，再通过翻译过程生成胰岛素蛋白。
胰岛素基因的编码区域包含A链和B链两个子基因，它们分别编码胰岛素蛋白的两个多肽链。
A链和B链通过二硫键连接在一起，形成成熟的胰岛素蛋白。
胰岛素蛋白的结构决定了它的生物活性和稳定性。
胰岛素基因的突变会影响胰岛素蛋白的结构和功能。
一些突变会导致胰岛素蛋白的稳定性降低，从而减少胰岛素的分泌量。
这种情况下，人体往往无法维持正常的血糖水平，容易发生糖尿病。
研究人员发现，胰岛素基因的突变与糖尿病的发病风险密切相关。
一些突变会增加糖尿病的患病风险，而其他突变则可能减少患病风险。
通过研究胰岛素基因的突变，科学家们希望能够更好地理解糖尿病的发病机制，并寻找新的治疗方法。
近年来，基因编辑技术的发展为研究胰岛素基因提供了新的工具。
科学家们可以利用CRISPR-Cas9系统精确地修改胰岛素基因，进一步研究其在胰岛素分泌和血糖调节中的功能。
这种技术的应用有望为糖尿病的治疗提供新的思路和方法。
胰岛素基因的研究还涉及到药物研发领域。
通过深入了解胰岛素基因的结构和功能，科学家们可以设计针对胰岛素的药物，以更好地调节血糖水平。
这些药物可能具有更高的效力和更低的副作用，为糖尿病患者提供更好的治疗选择。
胰岛素基因对于人体的血糖调节至关重要。
通过研究胰岛素基因，我们可以更好地理解糖尿病的发病机制，并为糖尿病的治疗和药物研发提供新的思路和方法。
随着基因编辑技术的不断发展，胰岛素基因的研究将有望取得更大的突破，为人类健康做出更多贡献。
人体胰岛素是由什么分泌
人体胰岛素是由什么分泌文章目录*一、人体胰岛素是由什么分泌*二、影响胰岛素分泌的因素*三、胰岛素的功能作用人体胰岛素是由什么分泌1、人体胰岛素是由什么分泌胰岛素在胰岛B细胞中分泌。
胰岛素合成的控制基因在第11对染色体短臂上。
基因正常则生成的胰岛素结构是正常的;若基因突变则生成的胰岛素结构是不正常的,为变异胰岛素。
在 B 细胞的细胞核中,第11对染色体短臂上胰岛素基因区DNA向mRNA 转录,mRNA从细胞核移向细胞浆的内质网,转译成氨基酸相连的长肽--前胰岛素原,前胰岛素原经过蛋白水解作用除其前肽,生成胰岛素原。
2、胰岛素的分类2.1、动物胰岛素:从猪和牛的胰腺中提取,两者药效相同,但与人胰岛素相比,猪胰岛素中有1个氨基酸不同,牛胰岛素中有3个氨基酸不同,因而易产生抗体。
2.2、半合成人胰岛素:将猪胰岛素第30位丙氨酸,置换成与人胰岛素相同的苏氨酸,即为半合成人胰岛素。
2.3、生物合成人胰岛素(现阶段临床最常使用的胰岛素):利用生物工程技术,获得的高纯度的生物合成人胰岛素,其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同。
3、胰岛素治疗的适应证1型糖尿病;2型糖尿病患者经饮食及口服降糖药治疗未获得良好控制;合并重症感染、消耗性疾病、视网膜病变、肾病、神经病变、急性心肌梗死、脑血管意外、高热、妊娠、创伤以及手术的各型糖尿病发生各种急性或严重并发症的糖尿病,如糖尿病酮症酸中毒、高渗性昏迷和乳酸性酸中毒伴高血糖时;酮症酸中毒治疗原则是立即给予足够的胰岛素,纠正失水、电解质紊乱等异常体液环境和去除诱因。
高渗性非酮症性糖尿病昏迷治疗原则是纠正高血糖、高渗状态及酸中毒,适当补钾,但不去贸然使用大量胰岛素,以免血糖下降过快,细胞外液中水分向高渗的细胞内转移,导致或加重脑水肿。
影响胰岛素分泌的因素1、血糖浓度是影响胰岛素分泌的最重要因素。
口服或静脉注射葡萄糖后,胰岛素释放呈两相反应。
早期快速相,门静脉血浆中胰岛素在2分钟内即达到最高值,随即迅速下降;延迟缓慢相,10分钟后血浆胰岛素水平又逐渐上升,一直延续1小时以上。
重组人胰岛素氨基酸序列
重组人胰岛素氨基酸序列全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：人类胰岛素是一种重要的激素，负责调控血糖水平。
它是由两个多肽链组成的蛋白质，分别为A链和B链。
这两个链的氨基酸序列在重组人胰岛素的研究中起着至关重要的作用。
本文将探讨重组人胰岛素的氨基酸序列以及其在医学领域的应用。
人类胰岛素的A链包含有21个氨基酸，而B链包含有30个氨基酸。
两条链通过二硫键连接在一起，形成成熟的胰岛素分子。
在过去的几十年里，科学家们利用重组DNA技术成功地将人类胰岛素的基因插入细菌或真核细胞中，使它们能够产生胰岛素蛋白质。
这种重组人胰岛素的制备方法彻底改变了胰岛素的生产方式，使得大规模生产成为可能。
重组人胰岛素的氨基酸序列与自然胰岛素完全一致，因此它具有相同的生物活性和生物效应。
在临床上，重组人胰岛素被广泛用于治疗糖尿病患者，帮助他们控制血糖水平，预防并发症的发生。
重组人胰岛素还被用于研究胰岛素的结构与功能，帮助科学家们更好地理解糖尿病的发病机制。
重组人胰岛素的氨基酸序列具有高度保真性和稳定性，这使得它可以长时间保存而不失去生物活性。
在药物生产和贮存过程中，重组人胰岛素的氨基酸序列可以确保胰岛素的药效不受影响，保持药物的稳定性和有效性。
随着生物技术的不断发展，科学家们还在研究改变重组人胰岛素的氨基酸序列，以提高其生物活性和生物效应。
通过修改氨基酸序列，可以产生更稳定、更有效的胰岛素分子，提高其在治疗糖尿病中的疗效。
重组人胰岛素的氨基酸序列是其生物活性和生物效应的关键。
通过对氨基酸序列的研究和改变，科学家们不断提高重组人胰岛素的质量和效果，为糖尿病患者的治疗带来更好的希望。
随着科学技术的不断进步，重组人胰岛素的研究将会迎来更广阔的发展空间，为医学领域的进步做出更大的贡献。
第二篇示例：重组人胰岛素是一种通过基因工程技术制备的人类胰岛素。
胰岛素是由多肽链组成的蛋白质激素，主要负责调节血糖水平，帮助细胞吸收葡萄糖并转化为能量。
(完整版)胰岛素结构和性质
。胰岛素是由胰岛细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素,是最早从胰腺中得到的激素,在蛋白质的结构与功能的研究中取得了多个第一。它是第一个被证明有激素作用的蛋白质,第一个被结晶的蛋白质,第一个被测定氨基酸序列的蛋白质,图1人体胰腺(在胃的后下部)
不同动物胰岛素的一级结构中部分氨基酸残基是不同的。例如猪胰岛素A链的第8、9、10位氨基酸残基是Thr、Ser和Ile;牛胰岛素为Ala、Ser、Va;l而马胰岛素则为Thr、Gly和Ile。人胰岛素和猪胰岛素仅在B链第30位氨基酸残基有区别(人胰岛素为Thr,猪胰岛素为Ala)。由于不同来源的胰岛素结构差异,它们的抗原性不同,临床上应用与人胰岛素结构差异最小的猪胰岛素作为治疗药剂,也正是基于上述考虑。
,即促进肝脏及肌肉组织中葡萄糖的利用,激活糖原合成酶和丙酮酸脱氢酶等的活性,促进糖原的合成并抑制糖原的分解。此外,对肝脏来说还有抑制蛋白质分解的作用;在肌肉组织中促进K+
从细胞外向细胞内的转运;在脂肪组织中促进氨基酸由细胞外向细胞内转运,促进脂肪的合成,抑制脂肪的分解等作用。这些在细胞水平上对代谢系统的作用是基于胰岛素与其受体的结合得以实现的[15]
;而作为对照实验,没有被注射有活性提取液而切除胰脏的狗,则因糖尿病几天后就死去了。Banting开始把提取的活性物质命名为isletin。Macleod度假回来得知Banting的研究取得了令人兴奋的结果后,立即将他实验室的主要研究方向转向Banting开创的课题,并将胰岛素isletin更名为insulin。Banting与Best于1922年发表了他们的研究结果,并将初步纯化的动物胰岛素成功地应用于糖尿病人。1923年,由于该项研究成果,Banting与Macleod获医学和生理学诺贝尔奖。胰岛素的发现被认为是糖尿病史上的里程碑事件。为了纪念Banting的贡献,美国糖尿病协会把每年全美糖尿病研究的最高奖项命名为Banting奖。胰岛素的发现激发了各个领域科学家的兴趣,促进了关于胰岛素的生物合成、一级结构与高级结构的研究、化学合成、生物功能与作用机制的研究,在蛋白质的结构与功能的研究中取得前面提到的多个第一的重大成就。
胰岛素的蛋白质结构
胰岛素分子晶体由6个胰岛素分 子和2个Zn2+ 形成含锌胰岛素的 六聚体。 首先,2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。
从外观上看，胰岛素分子B链自 身卷曲，A链则从三面将B链包 住。 胰岛素晶体中锌的含量为 0.4%~0.5%。六聚体也是胰岛素 在细胞中的储存形式。
胰岛素分子晶体由6个胰岛素分子和2个zn2形成含锌胰岛素首先2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位组氨酸的咪唑基与轴上的zn2组成配位键
胰岛素的蛋白质结构
Contents
胰岛素 结构
一级结构 二级结构 三级结构
1.胰岛素一级结构
• 胰岛素一级结构是指A、B两条多肽链中氨基酸的排列顺序。
• 主链骨架原子包括N(H)，C(O)和相邻的2个-C 。 • 胰岛素二级结构的主要化学键是氢键。
2-1 肽单元或肽单位(peptide unit)
47°
参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、
57°
C2位于同一平面，C1和C2在平面上所
处的位置为反式构型，此同一平面上的6
个原子构成了所谓的肽单元 (peptide
2-2-3 -转角
β-转角(β-turn)是多肽链180° 回折部分所形成的一种二级结构。
-转角
•回折部分由4个AA残基组成 • 1st AA-C=O与4thAA-N-H形成氢键 • 形似发夹 • 反向 •常见于反向平行末端
3.胰岛素三级结构
ห้องสมุดไป่ตู้
三级结构（tertiary structure）：
指的是多肽链在二级结构的基础上，主链构 象和侧链构象相互作用，进一步盘曲折叠形 成球状分子结构。
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该基因先转录 成mRNA， 然 后按此 mRNA 为模板， 翻译
合成整个肽链 — 前胰岛素原
它是胰岛素的前 体，人的胰岛素 原由86个氨基酸 组成。在谷胱甘 肽—胰岛素转氢 酶的作用下，被 分解成A和B两条 链．
胰岛素的基因结构
一、胰岛素基因组DNA结构 二、胰岛素基因的多态性 三、糖尿病患者胰岛素基因的异常 四、基因治疗的可能途径
一、胰岛素基因组DNA结构
人胰岛素基因组 DNA 是单一拷贝型的 基因，位于第11号 染色体的短臂上 （11P15）
在基因的转录与翻译区有三个外显子和二个内含子，除第一个外显 子实际上并不翻译多肽以外，第二及第三外显子都是胰岛素的主要肽链 编码区。外显子二中是前边的信号肽，B链肽及部分C肽的编码区，外 显子三包括有另一部分C肽与A肽的编码，另外还有一部分为不翻译区。
多态性
2.A肽 与B肽 中核苷 酸的不
同
不同动物的胰岛素都是由一个A肽和 一个B肽组成，但其一级结构有不同 程度的差异。
人与几种哺乳动物的胰岛素分子的氨基酸差异
胰岛素来源
氨基酸排列顺序的差异
A8
A9
A10
B30
人 猪 牛 狗 山羊
Thr （苏 ） Thr （苏 ） Ala （丙 ） Thr （苏 ） Ala （丙 ）
四、基因治疗的途径
1．胰岛素原基因的转移和表达
2.HLA一l型抗原表达的抑制
3．胰岛素受体基因因的转移
Ser（丝 ） Ser（丝 ） Ser（丝 ） Ser（丝 ） Gly（甘 ）
Ile（异亮 ） Ile（异亮 ） Val（缬 ） Ile（异亮 ） Val（缬 ）
Thr （苏 ） Ala （丙 ） Ala （丙 ） Ala （丙 ） Ala （丙 ）
马 象 抹香鲸 兔
Ala （丙 ） Thr （苏 ） Thr （苏 ） Thr （苏 ）
三、糖尿病患者胰岛素基因的异常
5’末端插入顺序的异常
Ⅰ型糖尿病患者胰岛素基因结构的分析证 明，其插入顺序出现的机率远大于非I型糖尿 病糖尿病患者。认为胰岛素基因5'端插入顺序 的出现是I型糖尿病患者的分子病理基础。
非编码区的突变
前胰岛素原分子中某些氨基酸的改 变，可以导致胰岛素原分解及其结构异 常，如C肽与A肽之间，C肽与B肽之间 某些氨基酸的突变影响胰岛素原分解为 A肽、B肽的速率。
Number of Tandem Repeats，
插入片段的核昔V酸NT序R )列又称分小析卫表星D明NA，不论 长短，都含一类高度(DM保NinA守i小sa的序tel列l1ite，4D至为N11A0)5到，个几是核百一核种昔苷重酸复， 酸的顺序，即ACAG拷G贝G数G1T0G一T1G00G0不G等G。；其重 复出现的频率很高。
Gly（甘 ） Gly（甘 ） Ser（丝 ） Ser（丝 ）
Val（缬 ） Val（缬 ） Ile（异亮 ） Ile（异亮 ）
Ala （丙 ） Thr （苏 ） Ala （丙 ） Ser （丝 ）
多态性
3．非 编码区 的突变
这类核苷酸的突变发现较多。其位置 有些在内含子序列中，也有的在基因 两端的非翻译区，但都与胰岛素基因 的表达无关。 但1985年Shibasaki等报导，胰岛素 基因的突变发生在C肽与A肽的交界处， 使交界处的一个氨基酸一精氨酸被碱 性氨基酸一组氨酸所取代，影响到胰 岛素原分子中C肽的降解，因而出现 了高胰岛素原血症。
胰岛素由A、B两个肽链 组成人胰岛素(Insulin
Human) A链有11种21个氨基酸， B链有15种30个氨基酸， 共16种51个氨基酸组成 。
二、胰岛素基因的多态性
多态性
1.
游363bp处，有插入序列
插入顺序的长短，其变化范围很大，但 据其长度可以分成几类，短的小于600bp， 中等的在1320bp左右最长的可达1600一 2200bp之间。中等长度的插入顺序较为少 见，因此也可将其分为600bp以下和 1600bp以上两大类。数目可变串联重复序列(Variable