胰岛素作用的分子机理
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。
胰岛素分泌原理
胰岛素分泌原理
胰岛素是由胰岛素细胞分泌的一种激素，它在调节血糖水平和能量代谢方面起着重要作用。
胰岛素的分泌受到多个因素的调控，主要包括血糖水平、胃肠道激素、运动和神经调节等。
当血糖水平升高时，特别是在进食后，胰岛素细胞会受到刺激，促使胰岛素的分泌。
这是通过血液中的葡萄糖刺激胰岛素细胞表面的受体，导致细胞内钙离子浓度增加，进而促进胰岛素合成和分泌的过程。
此外，胃肠道激素也能够间接地刺激胰岛素的分泌。
在进食过程中，胃肠道分泌的一些激素（如胃抑素、胰高血糖素等）能够刺激胰岛β-细胞合成和分泌胰岛素。
运动对胰岛素的分泌也有一定的影响。
运动能够增加肌肉组织对葡萄糖的摄取和利用，刺激胰岛β-细胞合成和分泌胰岛素。
神经调节也对胰岛素的分泌起着一定的调控作用。
交感神经活动的增加会促进胰岛素的分泌，而副交感神经活动则抑制胰岛素的分泌。
总体而言，胰岛素的分泌受到多种因素的综合调控，这种调节使得血糖水平保持在一个相对稳定的范围内，维持机体的能量代谢和生理功能的正常进行。
糖尿病的胰岛素合成机制
糖尿病的胰岛素合成机制糖尿病是一种常见的代谢性疾病，其特征是血糖调节紊乱导致高血糖。
胰岛素是维持血糖平衡的关键激素，它的合成机制对了解糖尿病的发病机理至关重要。
本文将详细介绍糖尿病的胰岛素合成机制。
一、前胰岛素的合成与转运胰岛细胞合成胰岛素的前体分子称为前胰岛素。
前胰岛素由信号肽C钙调素和胰岛素A、B链组成。
胰岛细胞的内质网（ER）是前胰岛素的合成和折叠的主要场所。
合成前胰岛素的mRNA被转录出来，然后进入细胞质，并通过核糖体翻译为多肽链。
这些多肽链在ER中折叠和成熟为前胰岛素。
在合成完成后，前胰岛素需要通过转运进入高尔基体，并进一步经过泡泡转运到成熟泡泡（secretory vesicle)中。
这个过程主要依赖于ER、高尔基体和泡泡间的融合和运输通路，必要的蛋白质运输通路对胰岛素合成起着重要的作用。
二、前胰岛素的基础处理与成熟前胰岛素在成熟前需要经过一系列的基础处理步骤，以最终转变为活性的胰岛素形式。
这一过程主要涉及到信号肽的去除以及亚硫酰化的发生。
在高尔基体的内腔中，前胰岛素受到专门的糖基转移酶的作用，将其信号肽去除，并将其亚硫酰化。
信号肽的去除是为了确保最终合成的胰岛素分子具有成熟的结构和功能。
亚硫酰化则是为了增强胰岛素的稳定性和活性。
亚硫酰化的发生需要葡萄糖酸化酶、异地二硫键形成酶等多种酶的参与，在泡泡腔中进行。
三、胰岛素的分泌和信号转导成熟的胰岛素分子被储存于胰岛细胞中的泡泡中，等待体内需要时进行释放。
胰岛素的分泌是一个复杂的过程，并受到内、外源性刺激的调控。
当血糖浓度升高时，胰岛B细胞受到刺激，胰岛素泡泡受到真核钙蛋白的驱动，并融入胰岛B细胞膜，最终释放胰岛素到血液中。
而低血糖时，B细胞停止胰岛素的分泌。
胰岛B细胞表面的GLUT2葡萄糖转运蛋白负责胰岛B细胞对葡萄糖的摄取。
摄取的葡萄糖经过糖酵解生成ATP，ATP闭合细胞膜上的钾通道，细胞内钾浓度升高。
细胞膜上的ATP敏感钠通道被激活，使得钙离子内流，最终促进胰岛素泡泡融合和胰岛素的释放。
葡萄糖调控胰岛素分泌机制的研究
葡萄糖调控胰岛素分泌机制的研究胰岛素是由胰腺β细胞分泌的一种激素，能够促进细胞对葡萄糖的吸收和利用，是体内主要的降血糖激素。
而胰岛素的分泌又是由什么机制控制的呢？其中一个最重要的机制就是葡萄糖调控。
下面我将逐一介绍这种调控机制和相关的研究进展。
1.葡萄糖是如何调控胰岛素分泌的？在正常的生理状态下，血液中葡萄糖浓度的变化对胰岛素的分泌起到了至关重要的调节作用。
当血糖上升时，胰岛β细胞的电位将变得更为正向，导致钙离子内流，从而促进脱氮酸磷酸化作用的发生，从而使得储存在细胞囊泡中的胰岛素释放。
反之，当血糖浓度下降时，胰岛β细胞电位的变化会相应降低，阻止了脱氮酸磷酸化作用的发生，并阻止了胰岛素的释放。
2.胰岛素分泌调控相关蛋白的研究进展在过去的几十年中，科学家们不断探索胰岛素分泌的调控机制，从而揭示了许多重要的蛋白质和信号通路。
下面列举其中的几个：（1）KATP通道KATP通道是由集合了两种多肽建成的复合蛋白，由于其特殊的结构和作用机理，因此对胰岛素的分泌调控起到了至关重要的作用。
在胰岛β细胞细胞膜上，KATP通道是通过为ATP分子提供一个通道来维持胰岛静息状态的。
当葡萄糖被摄取以后，KATP通道会自动关闭，从而促进了膜动作电位的产生，同时增加了细胞内钙离子浓度，从而促进胰岛素的释放。
（2）SNARE蛋白SNARE蛋白是由融合抑制蛋白（SNAP）、融合蛋白（VAMP）和靶位点融合蛋白（Syntaxin）等组成的复合蛋白。
在胰岛素的分泌过程中，SNARE蛋白通过调控胰岛β细胞内囊泡与细胞膜之间的融合，从而促进了胰岛素的释放，起到了至关重要的作用。
（3）肠素肽肠素肽是一种由皮质类固醇释放激素（CRH）衍生出来的多肽激素。
在胰岛β细胞中，肠素肽能够调节细胞内的cAMP水平和KATP通道的活性，从而起到了调控胰岛素分泌的作用。
3.结论总体而言，葡萄糖调控是胰岛素分泌最重要的机制之一。
通过对胰岛β细胞内KATP通道、SNARE蛋白、肠素肽等关键因素的研究，我们能够更好地理解胰岛素分泌的机制。
生物学中的激素与酶的作用机理
生物学中的激素与酶的作用机理生物学是探究生命的科学，其中涉及到许多分子及其机制。
其中，激素和酶是生物学研究的重点之一。
它们的作用机理是维持生命体的正常运转，进而影响生物体的生长、发育和代谢等方面。
本文将从激素和酶的作用机理、影响效应、应用前景和未来发展等方面进行探讨。
一、激素的作用机理激素是一种分泌于内分泌系统中的生物活性物质，它们对生物体生长、发育、代谢、免疫和生殖等方面都有着广泛的影响。
激素的作用机理主要有以下几种：1. 直接作用于靶组织细胞激素会通过血液循环到达靶组织细胞，与靶细胞的受体结合，从而发挥其生物学效应。
以胰岛素为例，胰岛素受体激活后，可以促进机体对葡萄糖的吸收和利用，降低血糖水平，维持血糖的平稳。
2. 通过影响细胞内信号通路激素可以作用于细胞膜上的受体，使其发生构象变化，从而导致细胞内信号通路的激活，最终影响细胞的生理功能。
雌激素就是这样一种作用于细胞内信号通路的激素，它们通过对女性生殖系统的影响，调节女性月经生理周期。
3. 调节其他激素的分泌激素之间存在复杂的相互作用关系，有些激素通过调节其他激素的分泌而产生生理效应。
例如下丘脑和垂体释放素可以影响促卵泡生成素和黄体生成素的分泌，从而控制生殖周期。
二、酶的作用机理酶是生命体内最为活跃的催化剂，它们参与生物体的大量代谢过程。
酶的作用机理主要是通过分子结构和催化过程的控制，加速反应速率，达到催化生物反应的功效。
1. 分子结构酶的分子结构决定了它们的催化效率和特异性。
酶分子通常由一个或多个蛋白质多肽链组成，由一系列氨基酸残基构成。
这些氨基酸残基可以根据不同的生理反应互相作用，并形成复杂的三维结构，使酶具有区分底物和产物的特性。
2. 催化过程酶的催化过程可以分为两个阶段：酶与底物的结合和酶与底物形成产物。
在酶与底物的结合过程中，酶分子通过亲和力与底物分子结合，形成酶底物复合物。
随后，底物分子在酶的催化下，发生生物化学反应，形成产物。
最后，产物离开酶分子，还原为底物或进入下一步反应。
【高考一轮】2020版高考生物一轮复习刷题练24 通过激素的调节(含答案解析)
2020 版高考生物一轮复习刷题练24 通过激素的调节一、选择题1.根据下图中人体器官模型，判断下列说法错误的是( )A.如果器官为肝脏，则饭后血糖浓度甲处高于乙处B.如果器官为肝脏，则饥饿时血糖浓度甲处低于乙处C.如果器官为肾脏，则尿素的浓度甲处高于乙处D.如果器官为胰脏，则饭后胰岛素浓度甲处高于乙处2.下列关于动物激素调节及其应用方面的叙述，正确的是( )A.饲喂添加甲状腺激素的饲料，可使蝌蚪快速发育成小青蛙B.激素与靶细胞结合并发挥作用后可以继续使用C.甲状腺激素分泌不足的哺乳动物，其耗氧量会增加D.长期服用性激素以提高成绩的运动员，其体内的促性腺激素水平较正常人高一些3.如图为人体激素作用于靶细胞的两种机理示意图，下列说法正确的是( )A.若激素B 是胰岛素，则其能与受体b 特异性结合，产生生理效应，这体现了细胞膜的流动性B.若激素B 是胰高血糖素，受体b 发生缺陷而不能与该激素结合，则可能引起血糖浓度升高C.若该图表示下丘脑细胞，则细胞膜上除了有与激素结合的受体外，还应具有与神经递质相结合的受体D.激素都是依赖与细胞膜上的受体结合从而发挥效应4.甲状腺激素会对机体的代谢产生影响。
若给实验小鼠每日注射适量甲状腺激素，连续注射多日后，不会出现的现象是( )A.机体产热增加B.体重快速增加C.进食量明显增加D.放入密闭室中更易窒息死亡5.研究人员为研究哺乳动物垂体对糖代谢的影响，首先切除动物的胰腺，使动物患糖尿病，之后摘除动物垂体，结果发现动物的糖尿病得到缓解，但再注射垂体提取液则又会引发糖尿病症状。
下列相关叙述正确的是( )A.胰腺切除动物血浆中胰高血糖素含量较高B.垂体中可能有与胰岛素相拮抗的调节糖代谢的激素C.胰腺切除动物会出现多尿、多饮和体重增加的现象D.保留胰腺但摘除垂体的动物会发生血糖水平过高的现象6.如图为人体内甲状腺激素分泌的调节过程，对该图分析正确的是( )A.器官甲除分泌激素a 外，还可以分泌抗利尿激素B.器官乙分泌的激素b 浓度高时，对器官甲和丙均有抑制作用C.器官丙分泌的激素c 浓度高时，对器官甲有抑制作用D.器官丙还可分泌生长激素与激素b 的关系为协同作用7.尿液检查是诊断泌尿系统疾病的重要依据，对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病，如糖尿病、血液病、肝胆病等的诊断也有重要的参考价值。
胰岛素-百度百科
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。
所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；激素与维生素（二级学科）本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，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。
目录胰岛β细胞中储备胰岛素约200U，每天分泌约40U。
空腹时，血浆胰岛素浓度是5～15μU/mL。
进餐后血浆胰岛素水平可增加5～10倍。
编辑本段体内胰岛素的生物合成速度体内胰岛素的分泌主要受以下因素影响：刺激胰岛素分泌血浆葡萄糖浓度血浆葡萄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。
早期快速相显示葡萄糖促使储存的胰岛素释放，延迟缓慢相显示胰岛素的合成和胰岛素原转变的胰岛素。
进食含蛋白质较多的食物进食含蛋白质较多的食物后，血液中氨基酸浓度升高，胰岛素分泌也增加。
精氨酸、赖氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有较强的刺激胰岛素分泌的作用。
进餐后胃肠道激素增加进餐后胃肠道激素增加可促进胰岛素分泌如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、肠血管活性肽都刺激胰岛素分泌。
自由神经功能状态可影响胰岛素分泌迷走神经兴奋时促进胰岛素分泌；交感神经兴奋时则抑制胰岛素分泌。
胰岛素是与C肽以相等分子分泌进入血液的。
临床上使用胰岛素治疗的病人，血清中存在胰岛素抗体，影响放射免疫方法测定血胰岛素水平，在这种情况下可通过测定血浆C肽水平，来了解内源性胰岛素分泌状态。
编辑本段胰岛素的结构不同种族动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。
2023届河南省信阳高级中学高三二轮复习滚动测试2理综生物试题(含答案解析)
2023届河南省信阳高级中学高三二轮复习滚动测试2理综生物试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题A．①②③中均存在调节生命活动的信号分子B．若①表示甲状腺激素，其可通过体液运输影响②的分泌C．若③表示抗体，则其在A、B、C中均可被检测到D．C→A过程受阻，不会对B的量产生影响【答案】D【分析】分析题图：A表示血浆，B表示组织液，C表示淋巴液；①表示激素，②表示神经递质，③表示抗体、细胞因子、溶菌酶等。
【详解】A、①②③中均存在调节生命活动的信号分子，①中信号分子为激素，②中信号分子为神经递质，③中信号分子可为细胞因子等，A正确；B、甲状腺激素可提高神经系统的兴奋性，若①表示甲状腺激素，可通过体液运输影响②神经递质的分泌，B正确；C、抗体主要分布在血浆和淋巴液中，因为A血浆、B组织液和C淋巴液这三者之间可以相互转化，因此若③表示抗体，则在A、B、C中均可检测到，C正确；D、A表示血浆，C表示淋巴液，C→A过程受阻，淋巴液增加，会导致局部B组织液增多，D错误。
故选D。
4．下图1展示了胰岛素分泌和胰岛素促进靶细胞吸收葡萄糖的机制，包括图中①、②、③、④4个步骤。
现有4位病人甲、乙、丙、丁、分别在该机制中的①、②、③、④步有缺陷。
对病人进行了2项测试：测试1：分离每位病人的肌肉细胞，测定不同胰岛素浓度下胰岛素结合细胞比例，结果见图2；测试2：给每位病人注射同样体重比例的胰岛素，分别测量血浆中的血糖浓度，结果见图3。
下列相关叙述正确的是（）A．病人甲的测试的结果可用曲线a、c表示B．病人乙的测试的结果可用曲线b、c表示C．病人丙的测试的结果可用曲线a、d表示D．病人丁的测试的结果可用曲线b、d表示【答案】B【分析】据图1分析，胰岛素的作用机理包括：第①步是胰岛B细胞分泌胰岛素，第②步是胰岛素与靶细胞膜上的受体结合，第③步是靶细胞接受胰岛素传递信息后发生一系列信号传导，第④步是靶细胞膜上的葡萄糖转运蛋白将细胞外液中的葡萄糖运进细胞。