胰岛素结构

胰岛素的结构和性质（北京夬学化学与分子匸程学院北京100871）摘咚快岛索圧与人类健康右巒切关系的蛋口质激素.任蛋口质的姑构与功能研究中占“特姝的地位.本文对胰甜素的基本知讥如荻皿萊的发现，胰岛亲的•级结构和高级结构■阪％ JK的生物合成■腆岛董的生物活件及在临床上的应用进行简翌的介紹.胰岛素（insulin）是一种蛋白喷类激素。

体内腴岛素是由胰於细胞分泌的.在人体肖的甘下■十二佶肠旁•有一条长形的器官，叫做胰腺（图1）。

任視腺中敵布若许许姜事的细胞賂叫做快岛（图2）•人胰腺中规岛总散约＜J 100万个[1]•陕岛茨是由賊岛细胞受内源性或外源性拘质如葡萄糖.乳糖、孩前.梢氨战.胰高血輔素等的剌激而分出的一种蛋门质激素，是鼓早从胰腺屮得到的激素■任蛋白帧的结构与功能的研丸中rar多个第一•它是第一个被证明右激聚作用的蛋I*氐第•个被结阳的彊口质，第」个被测定氨歴酸序列的蛋口质，图1人体胰腺（在胃的品下部）图2胁腺中的胰岛第一个敲人匸合成的蛋门质.第一个被证明堆以大分子前体形式合成的栄门质和第一个用墓因匸程生产的蛋白扳[2】-1映岛索的发现由于胰岛敢布在胰外分銘•腺的汪洋大海中•因此在捉取胰岛斎时极助被贡门水解鮒降解而失活.加京大外科页生FrederrickGrantBantmg看到一魚报道■提到在胰脏外分涪细胞坏死时.腊册細胞仍然存活・于是他对胰刖中的活杵物两产生f 浓片的兴趣■希型能堤取、分离胰甜中的活性物帧.但当时他在英国工作的实验室条件枚绘，于是求助r多伦姜大学生理系巧门研兜断代谢的教授，希爼他给了•支持.Banting翌求捉供」何实脸室及仔关设备、•名协助他测定血鮪和WMW助『以及实蛰用的殉竽.半时Macltod教授勉冬同盘f Banting的魁求并找『一名半时在参伦多大学医学陆学习的四年级学牛作为Banting的助手[3 4]•研兜工作ft 1921年暑假中进行■他们克眼了许多困难和经历了参次失躺，结扎了几只狗的腆导管,7周后,这些狗的胰滋都萎缩了，并失去了消化誥官的功能，而胰岛从外规卜•看仍然是完好的•他们从狗的萎缩胰脏中抽提出具仆活性的提取液•然垢给切除映脏并患竹鮎尿猜的狗注射右活性的提取液,经过反灵调巧注射液的剂殂，使儿只切除胰脏并患仃糖廉桶的狗行以生〃数周，其屮只患仃严蛋餡床病的沟居然存活了 70天[3] :而作为对照实验•没冇被注射冇活件雄取液而切除咦脏的殉•则因橢尿病几天厉就死去了. Bantin开始把捉取的活杵物质命名为isletm.8Macleod度假冋来得知Banting的硏丸取得了令人兴奋的结果后.比即将他实峻室的卜要研丸方向转向Banting开创的课题，并将快他索isletm更％为insulin. Banting与Best F 1922年发表『他们的研究结果，并将初步純化的动物M紊成功地应川丁輔尿病人.1923年,|llT该项硏Banting与Mac hod获医学和生理学诺贝尔奖• M 莱的发现被认为足糖尿病史卜•的甲•程碑事件，为了纪念Bantins的贡献■美国鮪尿箱协会把毎年全美糖尿病研究的鼓高奖项命名为Banting奖，胰岛素的发现激发了外个领域科学家的兴趣■促进了关于映岛索的生物合成.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允，在蛋门贞的结构与功能的研允屮取御前而提到的姜个第・的重大成就。

【高中生物】“胰岛素”知识梳理一、知识体系二、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。

胰岛素受体结构与功能的研究胰岛素是人体内一种至关重要的激素，能够调节血糖水平、促进蛋白质和脂肪的合成。

胰岛素通过特定的受体蛋白结合并产生生物效应，而受体蛋白的结构与功能是胰岛素的生物学作用的关键。

近年来，关于胰岛素受体结构与功能的研究越来越多，成为生物化学和生物医学领域的热门话题。

一、胰岛素受体的结构胰岛素受体是一种转膜蛋白，它由两个亚单位组成：α和β。

α亚单位位于细胞膜外，由1362个氨基酸残基组成；β亚单位则穿透细胞膜，由620个氨基酸残基组成。

两个亚单位相互作用，形成一个二聚体结构，同时这个二聚体结构还能够进行起扰动和解离。

胰岛素结合到α亚单位上，激活β亚单位的内涵酶活性，从而引发一系列的生物效应。

胰岛素受体的结构精细复杂，近年来凭借着科技的突破，人们对其结构的研究也更为详细和全面。

最近的一项研究发现，在人体腺病毒3型感染人类细胞过程中，病毒蛋白通过模拟胰岛素分子，与细胞表面上的胰岛素受体结合，从而入侵细胞并进行复制。

这项研究的发现，不仅对疾病的研究有着重要意义，也让人们对胰岛素受体结构的理解更加深刻。

二、胰岛素受体的功能胰岛素受体的功能涉及到很多方面，其中最为突出的就是血糖的调节。

胰岛素也被称为“代谢激素”，它在体内的主要作用之一就是催化细胞内葡萄糖转化为能量，并将余下的葡萄糖转化为脂肪，以储存起来。

胰岛素受体的活性与这个过程有直接的关联。

通过胰岛素受体的激活，β亚单位中的酶被活跃，促进了葡萄糖的吸收和利用过程。

另外，胰岛素受体还可以调节细胞的生长和分化。

研究人员发现，胰岛素受体不仅可以促进葡萄糖吸收和代谢过程，还能够促进蛋白质、脂肪的合成等代谢作用。

这对于细胞的生长和分化过程具有重要意义。

如果胰岛素受体在胰岛素的刺激下不能正常激活，细胞就无法进行正常的生长和分化。

这也是为什么患有糖尿病的病人常常存在其他的并发疾病和恶化现象的原因之一。

三、胰岛素受体研究的进展胰岛素受体在生物化学和生物医学领域的应用广泛，人们对于它的研究也越来越深入。

人胰岛素a、b链基因
人胰岛素是一种由两条多肽链组成的激素，分别为A链和B链。

这两条链通过二硫键相互连接，形成了胰岛素的空间结构。

胰岛素是一种重要的调节血糖的激素，在胰岛细胞中合成，并在体内通过自身的受体发挥作用。

人胰岛素A链基因位于人类染色体11号，包含有3个外显子和
2个内含子。

A链的编码区为第2个外显子和第3个外显子，第1个
外显子和第一个内含子则编码A链的信号肽和5'非编码区。

人类胰
岛素B链基因位于人类染色体2号，包含有2个外显子和1个内含子。

B链的编码区位于第2个外显子，第1个外显子则编码B链的信号肽和5'非编码区。

因为A链和B链都是由基因编码的，所以人的DNA
序列中会包含A链和B链的编码序列。

这些序列会在转录和翻译过程中转化为多肽链，最终形成胰岛素分子。

胰岛素的合成受到多种因素的调控。

例如，胰岛素的合成和释放受到血糖水平的影响，当血糖水平升高时，胰岛素的合成和释放也会增加。

此外，许多激素和神经递质也可以影响胰岛素的合成和释放。

当胰岛素分泌过多或过少时，都会对人体健康产生负面影响。

例如，胰岛素分泌不足会导致糖尿病的发生，而过多的胰岛素分泌则可能导致低血糖等问题。

总之，人胰岛素A链和B链基因编码了两条多肽链，这些链通过二硫键相互连接形成胰岛素分子。

胰岛素的合成和释放受到多种因素的调控，而胰岛素分泌不足或分泌过多都会对人体健康产生负面影响。

因此，了解胰岛素的合成和调控机制，可以帮助我们更好地保护自己的健康。

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。