Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Гормоны поджелудочной железы

Из ацинарной части поджелудочной железы в просвет двенадцатиперстной кишки секретируются пищеварительные ферменты, в то время как островковая (эндокринная) часть секретирует в панкреатическую вену следующие

Таблица 13.2. Типы клеток в островках Лангерганса (по Марри)

Тип клеток

Относительное содержание, %

Образующийся гормон

а

25

Глюкагон

Р

70

Инсулин

Ь

5

Соматостатин

гормоны: инсулин, глюкагон и соматостатин. Островковая часть состоит из клеток различного типа, причем каждый из них синтезирует и секретирует определенный гормон (табл. 13.2).

Инсулин

Инсулин был впервые выделен из поджелудочной железы быка в 1921 г. Ф. Бантингом и Ч. Бестом. Он состоит из двух полипептидных цепей, соединенных двумя дисульфидными связями. Полипептидная цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, а цепь В — 30 аминокислотных остатков, молску-

Процессинг инсулина в поджелудочной железе лярная масса инсулина 5,7 kDa. Ниже представлена аминокислотная последовательность инсулина человека

Рис. 13.1. Процессинг инсулина в поджелудочной железе лярная масса инсулина 5,7 kDa. Ниже представлена аминокислотная последовательность инсулина человека:

Структура инсулина достаточно консервативна. Аминокислотная последовательность инсулина человека и многих животных различается всего на 1—2 аминокислоты. У рыб по сравнению с животными В-цепь больше и содержит 32 аминокислотных остатка.

Биосинтез. У животных и человека инсулин синтезируется в Р-клетках островков Лангерганса. Гены, кодирующие этот белок у человека, локализованы в коротком плече 11-й хромосомы. Зрелая инсулиновая мРНК состоит из 330 нуклеотидов, что соответствует 110 аминокислотным остаткам. Именно такое их количество содержит предшественник инсулина — препроинсулин. Он состоит из одной полипептидной цепи, на /V-конце которой находится сигнальный пептид (24 аминокислоты), а между А- и В-цепями локализован С-пептид, содержащий 35 аминокислотных остатков.

Процесс созревания инсулина начинается в цистернах эндоплазматического ретикулума, где под действием фермента сигналазы с /V-кон ца отщепляется сигнальный пептид. Далее в аппарате Гольджи под действием эндопептидаз вырезается С-пептид и образуется зрелый инсулин (рис. 13.1). На транс-стороне аппарата Гольджи новосинтезированный гормон соединяется с цинком, образуя надмолекулярные структуры (три-, тетра-, пента- и гексамеры), перемещающиеся затем в секреторные гранулы (рис. 13.2).

Тримср Zn-инсулин

Рис. 13.2. Тримср Zn-инсулин

Последние отделяются от аппарата Гольджи, перемещаются к цитоплазматической мембране, ассоциируются с ней, и инсулин секретируется в кровяное русло. Скорость секреции гормона определяется концентрацией глюкозы и ионов Са2+ в крови. Адреналин подавляет освобождение инсулина, а такие гормоны, как ТТГ и АКТГ, напротив, способствуют его секреции. В крови инсулин находится в двух формах: свободной и связанной с белками, преимущественно с трансферрином и а2-глобулином. Время «полужизни» инсулина составляет около пяти минут, причем распад начинается в крови, так как в эритроцитах имеются инсулиновые рецепторы и довольно активная инсулин-деградирующая система.

Инсулиназа эритроцитов является Са-зависимой, тиоловой протеиназой, функционируюшей совместно с глутатион-инсулин-трансгидрогеназой, расщепляющей дисульфидныс связи между двумя полипептидными цепями инсулина.

(!) Фрагментация инсулина и его распад происходят преимущественно

в печени,почках и плаценте.

Фрагменты инсулина обладают биологической активностью и участвуют в ряде метаболических процессов. Мутации в структуре инсулинового гена, нарушение механизмов посттранскрипционного и посттрансляционного процессинга приводят к образованию дефектных молекул инсулина и, как следствие, к нарушению обменных процессов, регулируемых данным гормоном. В результате развивается тяжелое заболевание — сахарный диабет.

Биохимические функции. Одной из основных функций инсулина является регуляция транспорта глюкозы, аминокислот, ионов и других метаболитов в клетки печени, почек, жйровой ткани и других органов. Механизм действия этого гормона отличается ог такового для других пептидных гормонов и является уникальным в регуляции метаболических процессов. Инсулиновый рецептор представляет собой тетрамер, состоящий из двух а- и двух р-субъсди- ниц, одна из которых обладает тирозинкиназной активностью. Инсулин при взаимодействии с а-субъединицам и, расположенными на поверхности цитоплазматической мембраны, образует гормон-рецепторный комплекс. Кон- формационные изменения тетрамера приводят к активации трансмембранной Р-субъединицы рецептора, обладающей тирозинкиназной активностью. Активная гирозинкиназа способна как к аутофосфорилированию, так и к локальному фосфорилированию близлежащих мембранных белков. В результате фосфорилирования образуются мембранные каналы, через которые глюкоза и другие метаболиты проникают в клетки. Через определенный временной интервал происходит интернализация гормон-рецепторного комплекса вовнутрь клетки, где он диссоциирует на свободные рецептор и гормон. Рецептор поступает в аппарат Гольджи, где «ремонтируется», а затем перемещается на внешнюю мембрану для дальнейшего функционирования. Этот процесс называется рециклизацией инсулинового рецептора. Свободный инсулин под действием тканевой инсулиназы распадается на семь фракций, пять из которых обладают биологической активностью. Так, они способны активировать 6$-белки рибосом, обладающие протеинкиназной активностью. В результате стимулируется инициация трансляции и биосинтез белка.

Кроме того, инсулин стимулирует ряд биосинтетических процессов: синтез нуклеотидов, нуклеиновых кислот, ферментов гликолиза и пентозофос- фатного цикла, гликогена. В жировой ткани инсулин активирует процесс образования ацетил КоА и жирных кислот. Он является одним из индукторов синтеза холестерина, а также глицерина и глицераткиназы.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>