胰島素生物合成------生化討論課資料

1、胰島素的生物合成 王菁菁 2403130107 2014-5-25p 胰島素： p 胰島素受體：胰島素的生物合成胰島素生物合成胰島素生物合成轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯加工修飾加工修飾調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)胰島素的生物合成轉(zhuǎn)錄p 胰島素基因： 胰島素基因組DNA是單一拷貝型的基因，位于第11號染色體的短臂上（11P15），具有3個外顯子和2個內(nèi)含子。轉(zhuǎn)錄：在細胞核內(nèi)，編碼胰島素的DNA，在啟動子、RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與下，經(jīng)過起始期、延長期和終止期，轉(zhuǎn)錄出446bp的編碼前胰島素原mRNA,通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)。胰島素的生物合成翻譯 起始： 1.核糖體大小亞基分離。 2.Met-tRNA 與核糖體小亞基結(jié)合。 3

2、.mRNA在核糖體小亞基就位。 4.核糖體大亞基結(jié)合。（形成多聚核糖體）。 延長： 1.進位：翻譯起始復(fù)合物形成后，核糖體P位結(jié)合Met-tRNA A位留空且對應(yīng)于mRNA中的下一組三聯(lián)體密碼，進入A 位的氨基酰-tRNA即由該密碼子決定。經(jīng)過一次核糖體 循環(huán)后，核糖體P位將結(jié)合肽酰-tRNA,同樣是A位留空。 2.成肽：在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，核糖體P位上起始氨基酰-tRNA的 甲硫氨酰基或肽酰-tRNA的肽?；D(zhuǎn)移到A位并與A位上 的氨基酰-tRNA 的-氨基結(jié)合形成肽鍵的過程。 3.轉(zhuǎn)位：在轉(zhuǎn)位酶催化下，核糖體向mRNA的3-端移動一個密 碼子的距離，使mRNA上的下一個密碼子進入核糖體的 A

3、位，而占據(jù)A位的肽酰-tRNA移入P位的過程。 MetiMeti終止： 當核糖體A位出現(xiàn)mRNA的終止密碼子后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核糖體大、小亞基等分離的過程。 前胰島素原的翻譯過程中，先合成N-端具有疏水性的信號序列，約含25個氨基酸殘基，有助于mRNA和核糖體轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。信號肽穿過粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，延長的多肽鏈直接進入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)，形成前胰島素原。胰島素的生物合成加工修飾 C肽胰島素的生物合成調(diào)節(jié) 一.胰島素合成的短期調(diào)節(jié)。p 胰島素生物合成受細胞外葡萄糖濃度波動的快速調(diào)節(jié)。研究證明，葡萄糖優(yōu)先刺激胰島素原合成，對控制胰島素原合成速度的轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻

4、譯后的加工修飾起特異的調(diào)節(jié)作用。并且葡萄糖增加胰島素原合成的作用是快速的，出現(xiàn)在刺激后1-2分鐘，但在葡萄糖濃度升高后至少75分鐘才變得明顯。其余的一些營養(yǎng)化合物、激素和藥物也對胰島素合成有短期調(diào)節(jié)作用，但多數(shù)不如葡糖糖有效。（猜想：提高胰島cAMP（環(huán)腺苷酸）含量來刺激胰島素合成。具體機理還不明確）。二.胰島素合成的長期調(diào)節(jié)。 種種長期因素，特別是改變了的生理環(huán)境，可調(diào)節(jié)胰島素生物合成。其中最重要的是饑餓、糖過量攝入、妊娠以及生長激素的作用。 胰島素對代謝的調(diào)節(jié)： 1. 使肌肉和脂肪組織細胞膜對葡萄糖的通透性增加，促進葡萄糖通過肌肉和脂肪細胞的轉(zhuǎn)運速率加快，使組織攝取葡萄糖增加。(促進細胞攝取葡萄糖) 2. 誘導(dǎo)葡萄糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，促使葡萄糖磷酸化和氧化分解。(促進糖氧化和分解，加速糖的利用) 3. 抑制磷酸化酶和糖異生關(guān)鍵酶而使糖異生減少。(阻止糖異生作用) 4. 激活糖原合成酶和丙酮酸脫氫酶系，促進葡萄糖合成糖原、蛋白質(zhì)和脂肪。(促進糖原合成、減少糖原分解)胰島素的生物合成 注意： 轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是胰島素前體的mRNA，而不是胰島素mRNA。胰島素前體 mRNA經(jīng)過復(fù)雜的剪切和翻譯過程，形成前胰島素原(preproinsulin)，然后再經(jīng)過修飾，最終生成有生物活性的激素，即胰島素。這種