Insulina

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Kryształki insuliny

Insulina (łac. insula, czyli wyspa, od wysepek Langerhansa, które ją wytwarzają) – anaboliczny hormon peptydowy o działaniu ogólnoustrojowym odgrywający zasadniczą rolę w metabolizmie węglowodanów (także białek i tłuszczów).

Odkrycie[edytuj | edytuj kod]

Best i Banting około roku 1924

Insulina została odkryta w 1922 roku przez Fredericka Bantinga i jego asystenta Charlesa Besta[potrzebny przypis]. W 1923 za odkrycie insuliny Banting otrzymał Nagrodę Nobla[1]. Za współpracę w tym odkryciu razem z nim wyróżniono nagrodą jego zwierzchnika, Johna Macleoda, natomiast pominięto Besta, chociaż sam Banting uważał, że należała się ona Bestowi bardziej niż Macleodowi. W akcie solidarności Banting podzielił się premią finansową z Bestem.

Kolejną Nagrodę Nobla związaną z insuliną odebrał w 1958 roku Frederick Sanger, który trzy lata wcześniej ustalił sekwencję aminokwasową insuliny. W 1963 roku zsyntetyzowano ją chemicznie – w obu przypadkach było to pierwsze białko, dla którego się to udało. W 1969 Dorothy Crowfoot Hodgkin za pomocą krystalografii rentgenowskiej ustaliła budowę przestrzenną insuliny.

Odkrycie insuliny było jednym z ważniejszych odkryć medycznych w tamtym czasie i stanowiło przełom w leczeniu cukrzycy.

Rola w organizmie[edytuj | edytuj kod]

Antagonizm insuliny i glukagonu w gospodarce glukozą

Insulina produkowana jest przez komórki beta (β) wysp trzustki. Najważniejszym bodźcem do wytwarzania insuliny jest poposiłkowe zwiększenie stężenia glukozy we krwi. Dzięki zwiększeniu produkcji insuliny i jej wpływowi na komórki efektorowe (miocyty, adipocyty, hepatocyty) zwiększa się transport glukozy do wnętrza komórek, co obniża poziom glukozy we krwi.

Działanie insuliny podlega homeostatycznej kontroli licznych mechanizmów, głównie hormonalnych. Wpływa między innymi na czynność jajników. Jej niedobór (względny lub bezwzględny) leży u podłoża wystąpienia zaburzeń gospodarki węglowodanowej, przede wszystkim cukrzycy. Hormon ten podaje się dla uzupełnienia powstałego niedoboru.

Insulina jest środkiem dopingującym znajdującym się na liście substancji i metod zabronionych w sporcie, opracowanej przez Światową Agencję Antydopingową. Najczęściej bywa stosowana w kulturystyce.

Budowa[edytuj | edytuj kod]

Trójwymiarowa struktura chemiczna insuliny

Cząsteczka ludzkiej insuliny składa się z 2 łańcuchów polipeptydowych A i B połączonych z sobą dwoma mostkami dwusiarczkowymi: łańcuch A zawiera 21 aminokwasów, a w łańcuchu B jest ich 30.

Budowa insuliny wołu[2]:
  • Łańcuch A
NH2 - Gly - Ile - Val - Glu - Gln - Cys - Cys - Ala - Ser - Val - Cys - Ser - Leu - Tyr - Gln - Leu - Glu - Asn - Tyr - Cys - Asn - COOH
  • Łańcuch B
NH2 - Phe - Val - Asn - Gln - His - Leu - Cys - Gly - Ser - His - Leu - Val - Glu - Ala - Leu - Tyr - Leu - Val - Cys - Gly - Glu - Arg - Gly - Phe - Phe - Tyr - Thr - Pro - Lys - Ala - COOH

W cząsteczce insuliny występują trzy mostki dwusiarczkowe: jeden w łańcuchu A (pomiędzy Cys-A6 i Cys-A11) oraz dwa łączące łańcuchy A i B (Cys-A7 z Cys-B7 oraz Cys-A20 z Cys-B19).

Insulina innych gatunków zwierząt różni się nieco budową od tej tu podanej insuliny, dotyczy to szczególnie ósmego, dziewiątego oraz dziesiątego aminokwasu łańcucha A. Mimo zmian aminokwasów w łańcuchu właściwości są podobne.

Wytwarzanie na skalę przemysłową[edytuj | edytuj kod]

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej (została zatwierdzona do stosowania u ludzi w 1982 roku[3]). Obecnie do produkcji insuliny wykorzystuje się pałeczki okrężnicy, którym wszczepia się gen ludzkiej insuliny. Hodowle bakteryjne syntetyzują ludzką insulinę, którą następnie oczyszcza się i wykorzystuje do produkcji leków.

Metoda uzyskiwania ludzkiej insuliny z wykorzystaniem bakterii została opracowana pod koniec lat 70. XX w. w City of Hope National Medical Center (Duarte, USA) w zespole prof. Keiichiego Itakury (w pracach tych brał udział polski chemik, Adam Kraszewski)[4][5][6][7][3]. Pierwszym krokiem była chemiczna synteza genu ludzkiej insuliny[5], a następnie wprowadzenie go do bakterii i jego ekspresja[6]. Wprowadzenie do lecznictwa tak uzyskanej insuliny ludzkiej było bardzo dużym postępem w leczeniu cukrzycy[4][8]. Wcześniej bowiem ludzka insulina była niedostępna dla chorych i stosowano insulinę bydlęcą[8].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1923. [dostęp 2015-04-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-04-15)].
  2. Jun-Ichi Shiraishi i inni, A Comparison of the Anorexic Effects of Chicken, Porcine, Human and Bovine Insulin on the Central Nervous System of Chicks, „Journal of Poultry Science”, 46 (2), 2009, DOI10.2141/jpsa.46.144.
  3. a b Robin Butler i inni, Use of the site-specific retargeting jump-in platform cell line to support biologic drug discovery, „Journal of Biomolecular Screening”, 20 (4), 2015, s. 528–535, DOI10.1177/1087057114562715, PMID25534831 (ang.).
  4. a b Ewa Otto-Buczkowska, Historia jednego wynalazku, mojacukrzyca.pl [dostęp 2020-04-29].
  5. a b R. Crea i inni, Chemical synthesis of genes for human insulin, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 75 (12), 1978, s. 5765–5769, DOI10.1073/pnas.75.12.5765, PMID282602, PMCIDPMC393054 (ang.).c?
  6. a b D.V. Goeddel i inni, Expression in Escherichia coli of chemically synthesized genes for human insulin, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 76 (1), 1979, s. 106–110, DOI10.1073/pnas.76.1.106, PMID85300, PMCIDPMC382885 (ang.).c?
  7. A. Kraszewski, Chemiczna Synteza Genu Insuliny Ludzkiej i jego Ekspresja w komórkach Escherichia coli, „Postepy Biochemii”, 25 (2), 1979, s. 257–258, ISSN 0032-5422, PMID388393 [dostęp 2020-04-29].
  8. a b Michael Easterling, 40-year Anniversary of Landmark Paper that Led to Synthetic Insulin, City of Hope, 21 lutego 2019 [dostęp 2020-04-29].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Bronisław Filipowicz, Chemia i Życie, Wydawnictwo Warszawa 1981, str. 159

Star of life.svg Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.