Справочник химика 21. Инсулин синтезируется в


Инсулин

1. Строение инсулина.

2. Синтез и секреция инсулина. 

3. Распад инсулина.

4. Сахарный диабет.

Инсулин – полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей, соединенных двумя дисульфидными связями . А (или альфа) – цепь инсулина состоит из 21 аминокислотного остатка, В (или бета)-цепь инсулина состоит из 30 аминокислотных остатков. Дисульфидные связи соединяют остатки А7 и В7 и остатки А20 и В19. В А-цепи дисульфидные связи соединяют 6 и 11 аминокислотных остатков. Инсулины различных видов животных отличаются по аминокислотному составу. Это практически не влияет на биологическую активность. В присутствии  цинка молекулы гормона могут ассоциировать в гесамерные комплексы. В настоящее время в лабораторных условиях (исследовательские лаборатории «Эли Лилли») путем целенаправленного изменения первичной структуры создан инсулин, обладающий некоторыми важными свойствами, отсутствующими у природного гормона. Фактически создан искусственный белок с заранее заданными свойствами.

Синтез и секреция инсулина.

Инсулин синтезируется в В-клетках поджелудочной железы в виде предшественника, который называется препроинсулин. Молекула препроинсулина представляет собой одну полипептидную цепь, которая содержит более 100 аминокислотных остатков. После отщепления части молекулы (пре-фрагмент) с N-конца и замыкания дисульфидных связей формируется проинсулин. Из середины одноцепочечной молекулы проинсулина «вырезается» полипептид, в результате чего и образуется биологически активный гормон. Этот процесс полностью заканчивается уже в секреторных гранулах В-клеток поджелудочной железы. «Вырезаемую» часть молекулы называют С-пептидом или соединительным пептидом, так как молекулу проинсулина можно рассмотривать как инсулин, в котором две цепи соединены С-пептидом. Важно отметить, что С-пептид накапливается в секреторных гранулах и секретируется в кровь вместе с инсулином в эквимолярных количествах. Таким образом, количество секретированного С-пептида равно количеству секретированного инсулина.

dendrit.ru

Синтез - инсулин - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Синтез - инсулин

Cтраница 2

Синтез человеческого инсулина в бактериальной экспрессивной системе осуществляют с помощью рекомбинантной ДНК-технологии.  [16]

В истории органической химии известно множество реакций, осуществленных лишь в целях показа принципиальных возможностей структурной химии. Таков, например, синтез инсулина, осуществленный в 1963 - 1964 гг. западногерманскими, американскими и китайскими химиками ( порознь), с выходом продукта 0 02 - 0 07 % от теоретического.  [17]

При некоторых видах злокачественных опухолей поджелудочной железы происходит избыточный синтез инсулина В-клетками. У больных при этом наблюдаются следующие симптомы: дрожь, слабость и утомляемость, потливость и постоянное чувство голода. Если болезнь затягивается, может происходить нарушение мозговой деятельности. Объясните, почему с течением времени это состояние приводит к нарушениям мозговой деятельности. Термогенез, обусловленный тиреоидными гормонами. При введении избытка тироксина в печень животного возрастают скорость потребления О2 и выработка тепла ( термогенез), но концентрация АТР в ткани остается на уровне нормы. Были предложены разные объяснения термогенного действия тироксина. Одно из них состоит в том, что избыток тиреоидного гормона вызывает разобщение окислительного фосфорили-рования в митохондриях. Согласно другому объяснению, термогенез обусловлен повышением скорости использования АТР в стимулируемых тироксином тканях.  [18]

Токсичность зависит также от агрегатного состояния вещества, от степени его дисперсности. Например, цинк является микроэлементом, необходимым организму в синтезе инсулина, в то же время, находясь в аэрозольном состоянии ( высокодисперсном), цинк вызывает профессиональное заболевание - литейную лихорадку. Высокодисперсные частицы металлов ( цинка, меди, никеля и др.), обладающие высокой физико-химической активностью, также вызывают лихорадку как реакцию организма на внедрение чужеродного белка.  [19]

Такие продукты, как интерферон, моноклональные антитела, антигены, вирусы и гормоны, могут извлекаться как непрерывным, так и периодическим способом. Были исследованы процессы с применением мембранных реакторов, в которых использовались панкреатические клетки для синтеза инсулина, а также для получения других белковых гормонов и энзимов. Периодический способ давно применялся для выращивания бактерий и дрожжевых клеток ферментацией. Основной стадией непрерывной ферментации является выделение токсичных продуктов.  [20]

Органический синтез жизненно важных ферментов и пептидов, исследование процессов передачи нервного импульса, регуляции обмена веществ в организмах, наконец синтез активных генов ( 1976 - 1978 гг.), кодирующих в свою очередь синтез инсулина и интерферона, наглядно иллюстрируют достижения органической химии последнего десятилетия.  [21]

Наука обратилась к поискам средств, позволяющих починить те части механизма, которые ответственны за появление у людей недугов, в том числе и ненаследственных. Представьте себе, что больному диабетом вместо поврежденного вводят нормальный ген, который заведует синтезом инсулина. Или же человеку пересаживают взятый от животного ген, регулирующий процесс расщепления мочевой кислоты, благодаря чему удастся победить подагру.  [22]

В 1962 г. Гордон экспериментально показал, что если из яйцеклетки лягушки удалить ядро и заменить его ядром из клетки кишечника взрослой лягушки, то из образовавшейся синтетической яйцеклетки вырастет нормальная лягушка. Другие экспериментальные данные также указывают на то, что для всех организмов ядро каждой клетки любого типа содержит всю необходимую информацию для развития данного организма. Вероятно, это означает, что клеточная дифференциация заставляет определенные гены быть либо включенными, либо выключенными. Например, все клетки тела человека, по-видимому, содержат гены, необходимые для синтеза инсулина, но синтезируется инсулин только в поджелудочной железе.  [23]

Помимо клинически выявляемых симптомов ( полиурия, полидипсия и полифагия), сахарный диабет характеризуется рядом специфических нарушений процессов обмена. К расстройствам обмена относят также усиленный распад гликогена в печени и мышцах, замедление биосинтеза белков и жиров, снижение скорости окисления глюкозы в тканях, развитие отрицательного азотистого баланса, увеличение содержания холестерина и других липидов в крови. После введения больным инсулина все перечисленные нарушения, как правило, исчезают, однако действие гормона ограничено во времени, поэтому необходимо вводить его постоянно. Клинические симптомы и метаболические нарушения при сахарном диабете могут быть объяснены не только отсутствием синтеза инсулина. Получены доказательства, что при второй форме сахарного диабета, так называемой инсулинрезистентной, имеют место и молекулярные дефекты: в частности, нарушение структуры инсулина или нарушение ферментативного превращения проинсулина в инсулин.  [24]

Сильная нуклеофильность, легкая окисляемость и кислый характер тиольной группы цистеина требуют селективного блокирования на всех стадиях синтеза. Получение окситоцина в лаборатории открыло путь для всех дальнейших синтезов с использованием цистеина и цистина. S-Бензильная группа снимается только натрием в жидком аммиаке; в некоторых случаях, в особенности при синтезах инсулина, применение этого метода сопровождалось повреждением пептидных цепей.  [25]

Это первый белковый гормон, химическая природа которого расшифрована. Молекула инсулина построена из 2 полипептидных цепей - мономеров, из которых цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, а цепь Б-30 аминокислотных остатков. Полипептидные цепи связаны между собой дисульфидными мостиками за счет сульфгид-рильных групп молекул цистеина. Расположение аминокислот в полипептидных цепях А и Б полностью расшифровано Сэнджером, а в 1963 г. другими авторами осуществлен синтез инсулина.  [26]

Уже первое ознакомление с белками дает некоторое представление о чрезвычайно сложном строении их молекул. На современном этапе развития химической науки еще очень трудно выявить структуры молекул белков. Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепочек. Одна из них содержит 21, а другая-30 аминокислотных остатков. В настоящее время осуществлен синтез инсулина. В живых организмах синтез белков происходит очень быстро ( иногда почти мгновенно), поэтому ученые настойчиво изучают его механизм.  [28]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Инсулин синтез в клетках oli

    Избыточная секреция инсулина гиперин-сулинизм. При некоторых видах злокачественных опухолей поджелудочной железы происходит избыточный синтез инсулина В-клетками. У больных при этом наблюдаются следующие симптомы дрожь, слабость и утомляемость, потливость и постоянное чувство голода. Если болезнь затягивается, может происходить нарушение мозговой деятельности. Как влияет избыточная секреция инсулина на обмен углеводов, аминокислот и липидов в печени Почему развиваются описанные симптомы Объясните, почему с течением времени это состояние приводит к нарушениям мозговой деятельности. Термогенез, обусловленный тиреоидными гормонами. Гормоны щитовидной железы участвуют в регуляции скорости основного обмена (базального метаболизма). При введении избытка тироксина в печень животного возрастают скорость потребления О2 и выработка тепла (термогенез), но концентрация АТР в ткани остается на уровне нормы. Были предложены разные объяснения термогенного действия тироксина. Одно из них состоит в том, что избыток тиреоидного гормона вызывает разобщение окислительного фосфорилирования в митохондриях. Каким образом, исходя из этого объяснения, можно понять приведенные выше наблюдения Согласно другому объяснению, термогенез обусловлен повышением скорости использования АТР в стимулируемых тироксином тканях. Считаете ли вы такое объяснение правильным Почему  [c.810]     Важнейшим этапом регуляции синтеза липидов служит активация ацетил-СоА — карбоксилазы цитратом (гл. 8, разд. В,2 рис. 11-1). Помимо этого, синтез и распад триглицеридов, накапливающихся в печени и жировой ткани, находятся под сложным гормональным контролем. Так, адреналин и глюкагон, стимулируя образование с АМР, вызывают активацию липаз, которые расщепляют триглицериды таким путем происходит мобилизация жировых депо. С другой стороны, инсулин способствует накоплению жиров этот эффект обусловлен не только увеличением активности ферментов липогенеза, и в первую очередь АТР-зависимого цитратрасщепляющего фермента [уравнение (7-70)], но также ингибированием образования с АМР и, как следствие, подавлением липолиза в клетках. Наконец, сывороточная липопротеидлипаза. (называемая также осветляющим фактором ) расщепляет липиды, входящие в состав сывороточных липопротеидов, в процессе прохождения последних через мелкие капилляры. Освобождающиеся при этоМ жирные кислоты поступают в клетки, где вновь включаются в состав-липидов [44]. [c.556]

    Поджелудочная железа относится к железам со смешанной секрецией. Внешнесекреторная функция ее заключается в синтезе ряда ключевых ферментов пищеварения, в частности амилазы, липазы, трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы и др., поступающих в кишечник с соком поджелудочной железы. Внутрисекреторную функцию выполняют, как было установлено в 1902 г. Л.В. Соболевым, панкреатические островки (островки Лангерганса), состоящие из клеток разного типа и вырабатывающие гормоны, как правило, противоположного действия. Так, а- (или А-) клетки продуцируют глюкагон, 3- (или В-) клетки синтезируют инсулин, б-(или В-) клетки вырабатывают соматостатин и Р-клетки —малоизученный панкреатический полипептид. Далее будут рассмотрены инсулин и глюкагон как гормоны, имеющие исключительно важное значение для жизнедеятельности организма .  [c.267]

    Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим в известной степени состояние физиологических функций целостного организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протекания биохимических процессов. Таким образом, гормоны —вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. В это определение необходимо внести соответствующие коррективы в связи с обнаружением типичных гормонов млекопитающих у одноклеточных (например, инсулин у микроорганизмов) или возможностью синтеза гормонов соматическими клетками в культуре ткани (например, лимфоцитами под действием факторов роста). [c.248]

    Химические сигналы, приводящие клеточные функции в соответствие с изменениями среды, обычно вызывают быстрые и кратковременные ответы. Например, повышение уровня глюкозы в крови стимулирует секрецию белкового гормона инсулина эндокринными клетками поджелудочной железы. В считанные минуты повышение концентрации инсулина заставляет клетки печени и мышц усиленно поглощать глюкозу, и ее концентрация в крови падает. Этот ответ состоит из трех частей, ни одна их которых не требует синтеза нового белка  [c.345]

    Аминокислоты по взаимному расположению карбоксильной и аминогруппы делятся на а-, Р , у- и т. д. аминокислоты, причем имеются некоторые специфические способы синтеза аминокислот каждого из этих классов и свойства их в некоторых отношениях различаются. С биологической точки зрения колоссальное значение имеют а-аминокислоты, ряд которых (табл. 49) можно получить из природного материала, гидролизуя белки — мясо, кожу, желатин, шерсть, волос, перо, белки протоплазмы и ядра любой растительной или животной клетки, казеин из творога, ряд гормонов, подобных инсулину, ферменты (например, пепсин) и т. д. а-Амино-кислоты являются простейшими кирпичами в структуре высокомолекулярных веществ — белков, без которых никакая жизнь не существует. Белки включают как жирные а-аминокислоты, так и ароматические и гетероциклические, поэтому их удобнее рассмотреть в конце курса (часть П). [c.484]

    Отличается этот гормон от двух предыдущих, помимо циклической структуры, тем, что не содержит на М-конце пироглутаминовой кислоты дисульфидная связь образуется между двумя остатками цистеина в 3-м и 14-м положениях. Следует отметить, что синтетический линейный аналог соматостатина также наделен аналогичной биологической активностью, что свидетельствует о несущественности дисульфидного мостика природного гормона. Помимо гипоталамуса, соматостатин продуцируется нейронами центральной и периферической нервных систем, а также синтезируется в 8-клетках панкреатических островков (островков Лангерганса) в поджелудочной железе и клетках кишечника. Он оказывает широкий спектр биологического действия в частности, показано ингибирующее действие на синтез гормона роста в аденогипофизе, а также прямое тормозящее действие его на биосинтез инсулина и глюкагона в 3- и а-клетках островков Лангерганса. [c.254]

    Инсулин играет основную роль в лечении диабета — болезни, по распространенности занимающей третье место после сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Получение этого гормона генно-инженерным способом представлялось весьма перспективным и было выполнено в начале 80-х гг. XX столетия. В качестве компетентной клетки использовали Е. соИ, гены обеих цепей молекулы человеческого инсулина были получены методом химического синтеза. Эти гены присоединяли к З -концу гена, кодирующего белок р-галакто-зидазу, и вводили в векторную плазмиду Трансформированные клетки Е. соИ [c.501]

    В 1962 г. Гордон экспериментально показал, что если из яйцеклетки лягушки удалить ядро и заменить его ядром из клетки кишечника взрослой лягушки, то из образовавшейся синтетической яйцеклетки вырастет нормальная лягушка. Другие экспериментальные данные также указывают па то, что для всех организмов ядро каждой клетки любого типа содержит всю необходимую информацию для развития данного организма. Вероятно, это означает, что клеточная дифференциация заставляет определенные гены быть либо включенными , либо выключенными . Например, все клетки тела человека, по-видимому, содержат гены, необходимые для синтеза инсулина, но синтезируется инсулин только в поджелудочной железе. [c.407]

    Вполне реален синтез гена, кодирующего структуру простого белка, например инсулина. На очереди стоят задачи синтеза генов для ряда белков, а также введения этих искусственных генов в клетки в таких условиях, когда они могут выражаться , т. е. подвергаться транскрипции, и запустить синтез соответствующих белков. Решение этих задач должно составить содержание новой области, получившей название генной инженерии . [c.198]

    Такие продукты, как интерферон, моноклональные антитела, антигены, вирусы и гормоны, могут извлекаться как непрерывным, так и периодическим способом. Были исследованы процессы с применением мембранных реакторов, в которых использовались панкреатические клетки для синтеза инсулина, а также для получения других белковых гормонов и энзимов. Периодический способ давно применялся для выращивания бактерий и дрожжевых клеток ферментацией. Основной стадией непрерывной ферментации является выделение токсичных продуктов. Легче всего эта операция осуществляется путем рециркуляции клеток через блок полых волокон [26]. [c.96]

    Инсулин, один из трех основных гормонов поджелудочной железы, секретируется В-клетками островков Лангерганса. Избыток инсулина приводит к снижению уровня сахара в крови, поскольку при этом активируется переход глюкозы из крови в ткани. Недостаточность инсулина является причиной сахарного диабета, характеризующегося гипергликемией, глюкозурией и торможением синтеза жирных кислот, а также активацией окисления жирных кислот и образования кетоновых тел. Инсулин связывается со специфическими инсулиновыми рецепторами на поверхности клеток многих тканей, но механизм его внутриклеточного действия остается пока неизвестным. Глюкагон, секретируемый А-клетками, оказывает противоположное инсулину действие-он вызывает распад гликогена печени и поступление глюкозы в кровь. Еще один гормон поджелудочной железы - соматостатин - регулирует секрецию инсулина. [c.808]

    Разнообразные гены были химически синтезированы, введены в клоны и использованы для направленного синтеза белков с помощью рекомбинантной ДНК. Например, инсулин — это белок, применяемый при лечении диабета. Ген, синтезирующий инсулин человека, получен химиками в 1978 г. Он был введен в плазмиду и внедрен в обычную бактерию Е. соИ. Еще один пример — гормон роста человека (соматотропин). Это белок, представляющий собой полипептид из 191 аминокислоты. Ген, кодирующий этот белок, был получен сращиванием одной из природных ДНК с химически синтезированной. В 1979 г. белок начал производиться в клетках Е. соИ. Он испытывается как возможное средство лечения карликовости и сходных заболеваний, вызываемых недостатком гормона роста. [c.119]

    Введение инсулина вызывает быстрое восстановление всех нарушений обмена при диабете ускорение фосфорилирования и транспорта глюкозы в клетки, замедление глюконеогенеза, ускорение синтеза жирных кислот и замедление их окисления, исчезновение ацетоновых тел, накопление жира в жировой ткани и т. д. и в результате всего этого снижение содержания сахара в крови. [c.288]

    Нужно ли говорить, что эта работа потребовала множества труда и времени. А в живой клетке синтез одной молекулы белка (даже намного более сложной, чем молекула инсулина) занимает всего две-три секунды. [c.96]

    Синтез инсулина в лаборатории насчитывает 228 этапов, и это занимает много труда и времени. В живой клетке синтез одной молекулы белка завершается за две-три секунды. Синтетический аппарат Организма пока работает в сотни раз быстрее, совершеннее, экономичнее, чем руки ученых. [c.200]

    В норме инсулин выделяется в кровь после приема пищи и обеспечивает анаболические процессы увеличивает скорость синтеза и накопления белков, а также веществ, являющихся резервом энергии (гликоген и липиды). Практически все клетки (кроме нервных) нуждаются в инсулине для перевода предшественников [c.390]

    Мет — Асп — Тре — ОН (мол. м. 3485 букв, обозначения см, в ст. а-Аминокислоты). Для сохранения биол, активности Г. необходима структурная целостность его молекулы. Секретируется а-клетками островков поджелудочной железы, В-во, подобное Г,, вырабатывается также в слизистой оболочке кишечника. Г, участвует в регуляции углеводного обмена, является физиол, антагонистом инсулина. Усиливает распад и тормозит синтез гликогена в печени, стимулирует образование глюкозы из аминокислот и секрецию инсулина, вызывает распад жиров. При введении в организм повышает уровень сахара в крови, [c.139]

    При инсулярной недостаточности (диабете) глюкокиназа почти полностью исчезает из клеток печени (и жировой ткани), что резко замедляет усвоение глюкозы этими тканями при диабете. Введение инсулина при экспериментальном диабете восстанавливает содержание глюкокиназы в печени. Если же вместе с инсулином одновременно вводить какой-нибудь ингибитор синтеза белка (этионин, антибиотики — пуромицин и актино-мицин D и др.), то действие индуктора (инсулина) в клетках печени не реализуется и содержание глюкокиназы остается резко сниженным. Аналогичным образом было доказано индуцирующее действие инсулина на синтетазу гликогена в печени, а также роль глюкокортикостероидов в индукции синтеза ферментов глюконеогенеза. [c.288]

    Инсулин влияет также на синтез белков, изменяя, по-видимому, скорость трансляции. После инкубации с инсулином в клетках происходит фосфорилирование рибосомального белка 65 с молекулярным весом 31 ООО. Фосфорилирование этого белка достигает максимума уже спустя 5 мин после инкубации клеток с инсулином. Этот процесс коррелирует с ускорением транспорта глюкозы, однако весьма вероятно, что он имеет отношение и к белковому синтезу. Фосфорилирование рибосомального белка подавляется антителами на инсулин, но ускоряется антителами на инсулиновый рецептор. Циклические нуклеотиды и a не имитируют этого эффекта. В то же время, экстракт из клеток,, преинкубированных с инсулином, также вызывает фосфорилирование белка 65. Возможно, при связывании инсулина с рецептором в клетке образуются неизвестные пока посредники ( вторичные мессенджеры ). Существует предположение, что под действием инсулина от рецептора отщепляется фрагмент (короткий пептид), который покидает плазматическую мембрану, проникает в цитоплазму и осуществляет свое регуляторное влияние на внутриклеточные структуры. Нельзя исключить и того, что инсулин вызывает выход протеинкиназы из мембраны и последующее взаимодействие с рибосомой. [c.172]

    Биолог. Мне известно, что инсулин, используемый при лечении больных сахарным диабетом, не только ускоряет процессы утилизации глюкозы клетками, но и значительно интенсифицирует ряд других обменных процессов в организме, включая процессы синтеза белка в сердечной мьтще, а также в жировой ткани, печени и скелетных мьшщах [Руководство по физиологии, 1982], Если это так, то введение инсулина должно способствовать повьппению Параметра Подобия. Может бьггь, в этом и состоит причина наблюдаемого вами улучшения состояния инфарктных больных после назначения им инсулина  [c.89]

    Предполагается, что пептидные гормоны (инсулин, пролактии, гормон роста, паратиреоидный гормон, гонадотропин, гормоноподобные факторы роста и др.) также могут проникать через клеточную мембрану внутрь клетки [575]. Это предположение уже выдвигалось в 50-х годах двумя группами исследователей, но эндокринологи настаивали на концепции взаимодействия пептидных гормонов исключительно лишь со связанными с мембраной рецепторами. Согласно современным воззрениям, такие трудноин-терпретируемые долговременные эффекты, как, например, влияние на рост клетки и белковый синтез в случае инсулина, Можно объяснить, лишь принимая возможность проникновения гормона в клетку. Кратковременные эффекты могут быть вызваны, по существующему представлению, обычным путем, т. е. взаимодействием с рецептором, связанным с мембраной. Относительно процесса входа в клетку существуют различные точки зрения, как, например, совместное действие высокомолекулярного белка-носителя (а2-макроглобулин для инсулина или эпидермального фактора роста) или совместное с рецептором клеточной стенки проникновение гормона в клетку. Но в общем случае ясность в вопросе о функциях полипептидного гормона в клетке пока отсутствует. Дискуссируются следующие предположения  [c.235]

    Процессы гликолиза и гликогенеза регулируются гормонами адреналином, инсулином, глюкагоном. Адреналин, выделяющийся в надпочечниках, стимулирует реакции гликолиза и снижает скорость гликогеногенеза, при этом улучшается снабжение мышц энергией. Инсулин, вьвделя-ющийся В-клетками островков Лангерганса в поджелудочной железе, усиливает транспорт глюкозы внутрь клеток, из-за чего снижается содержание глюкозы в крови и усиливается синтез гликогена. В ответ на низкое содержание глюкозы в крови адреналин стимулирует выделение в А-клетках островков Лангерганса гормона глюкагона, который стимулирует глюкогенез в печени, в результате образуется большое количество глюкозы, которая поступает в кровь и затем переносится в другие ткани. [c.82]

    Развитие биологической химии привело к созданию новых отраслей науки, методологически и методически тесно связанных с биохимией. Так, быстрыми темпами развивается молекулярная биология, генная и клеточная инженерия. В настоящее время достижимыми представляются задачи по синтезу генетического материала и встраиванию его в наследственный аппарат клетки. С помощью микробов возможен синтез белков и регуляторов, характерных для человека, таких, как инсулин или интерферон. Фундаментальная информация о химической природе компонентов биологической системы обеспечивает направленное биомедицинское влияние на несколько уровней системы 1) принципиально важным явилось создание веществ, пагубно действующих на патогенные микробы, способные развиваться в организме человека. Получение антибиотиков, выяснение механизмов их действия, разработка методов их синтеза и модификации позволило побороть многие болезни, в том числе и инфекционного характера. Наиболее ярким примером может служить создание целой серии антибиотиков пенициллинового ряда. Пенициллин и его аналоги, встраиваясь в стенку бактерий, предотвращают их рост и иочти не влияют на клетки организма человека. Многие антибиотики ингибирующе действуют на процесс биосинтеза белка в бактери- [c.198]

    Согласно современным представлениям, биосинтез инсулина осуществляется в 3-клетках панкреатических островков из своего предшественника проинсулина, впервые выделенного Д. Стайнером в 1966 г. В настоящее время не только выяснена первичная структура проинсулина, но и осуществлен его химический сгштез (см. рис. 1.14). Проинсулин представлен одной полипептидной цепью, содержащей 84 аминокислотных остатка он лишен биологической, т.е. гормональной, активности. Местом синтеза проинсулина считается фракция микросом 3-клеток панкреатических островков превращение неактивного проинсулина в активный инсулин (наиболее существенная часть синтеза) происходит при перемещен проинсулина от рибосом к секреторным гранулам путем частичного протеолиза (отщепление с С-конца полипептидной цепи пептида, содержащего 33 аминокислотных остатка и получившего наименование соединяющего пептида, или С-пепти-да). Длина и первичная структура С-пептида подвержена большим изменениям у разных видов животных, чем последовательность цепей А и В инсулина. Установлено, что исходным предшественником инсулина является препроинсулин, содержащий, помимо проинсулина, его так называемую лидерную, или сигнальную, последовательность на N-конце, состоящую из 23 остатков аминокислот при образовании молекулы проинсулина этот сигнальный пептид отщепляется специальной пептидазой. Далее молекула проинсулина также подвергается частичному протеолизу, и под действием трипсиноподобной протеиназы отщепляются по две основные аминокислоты с N- и С-конца пептида С—соответственно дипептиды Apr—Apr и Лиз— —Apr (см. рис. 1.14). Однако природа ферментов и тонкие механизмы этого важного биологического процесса—образование активной молекулы инсулина окончательно не выяснены. [c.268]

    Гормон инсулин секретируется р-клетками островков Лангерганса. Инсулин оказывает многостороннее действие на обмен веществ влияет на проницаемость клеточных мембран и утилизацию глюкозы в жировой и мышечной ткани, усиливает синтез жира и гликогена из глюкозы, замедляет окисление высших жирных кислот и тормозит глюконеогенез из аминокислот. Общим эффектом действия инсулина является понижение глюкозы в крови. Этот эффект можно легко воспроизвести в ойыте, если ввести подкожно инсулин подопытному животному, например кролику. [c.136]

    Химия распозгагает мегадами синтеза пептидной связи, т. е. линейной сшивки аминокислот (см. [20]). Эти методы, не имеющие ничего общего со способом синтеза белка в живой клетке (см. ниже гл. 9), обычно применяются для получения полиаминокислот — гомополимеров аминокислот, сходных с белками. Однако если первичная структура белка известна, то осуществим его химический синтез in vitro. Так были синтезированы белковые гормоны кортикотропин и инсулин. Меррифилд автоматизировал метод синтеза и впервые получил настоящий искусственный белок, обладающий ферментативной функцией,— рибонуклеазу [21]. [c.78]

    Инсулин является единственным гормоном, резко снижающим содержание сахара в крови. Его действие на углеводный обмен полифункционально. Основные механизмы регуляции связаны с повышением в присутствии инсулина проницаемости клеточных мембран для транспорта глюкозы внутрь клетки, а также опосредовано через активацию синтеза регуляторных ферментов катаболизма глюкозы — гексокиназы и фосфофруктокииазы, фермента синтеза гликогена — гликогенсинтазы (гл. 13). [c.283]

    Инсулин необходим для активирования ферментов пируватдегидрогеназы, а-кетоглутаратдегидрогеназы, катализирующих окислительное декарбоксилирование соответственно пировиноградной и а-кетоглутаровой кислот. Он активирует фермент цитратсинтетазу, способствуя перенесению ацетил-КоА на щавелевоуксусную кислоту и синтезу лимонной кислоты, и фермент пируваткарбоксилазу, поддерживающий уровень щавелевоуксусной кислоты на определенном уровне, регулируя таким образом начальную стадию цикла трикарбоновых кислот. Инсулин в определенной степени тормозит действие фермента фосфопируваткарбоксилазы, катализирующей декарбоксилирование щавелевоуксусной кислоты до фосфопировиноградной, обеспечивая поддержание в клетке необходимого ее уровня. При недостатке инсулина все эти процессы будут нарушены, в крови повышается содержание глюкозы (гн-пергликемия), при повышении почечного порога глюкоза будет выделяться с мочой (глюкозурия). Эта и другие симптомы характерны для заболевания сахарного диабета, связанного с нарушением функции р-клеток поджелудочной железы и другими кторами. Инсулин, как одно из эффективнейших средств, широко используют для лечения диабета. Широкий диапазон действия инсулина позволяет использовать его при различных заболеваниях, особых физиологических состояниях организма. [c.276]

    Тем не менее, следует особо выделить методы клеточной и генной инженерии, когда в экспериментальных условиях удается создавать клетки с заведомо известными свойствами Так осуществлены соматическая гибридизация клеток картофеля и томата (гибрид назван "помато"), перенос генетической информации о синтезе человеческого или животного гормона инсулина в бактериальные клетки (кишечной палочки), способных затем продуцировать полипептидные цепи инсулина [c.41]

    В 1976 г была основана фирма "Генентек" в г Сан-Франциско (США), а в 1977 г в этой фирме был осуществлен синтез человеческого соматотропного гормона — соматостатина клетками Е oh в ферментаторе объемом 8 л, в 1978 г там же был получен гормон инсулин при выращивании Е oli в глубинных условиях В начале 80-х годов так же с помощью Е oh были получены эндорфины (эндогенные пептиды мозга с подобным морфину действием) В 1980 г в компании "Биоген" (США) впервые получили с помопц.ю биосинтеза (продуцент — кишечная палочка) интерферон [c.156]

    Научные работы относятся к биохимии и молекулярной биологии. Выполнил основополагающие исследования по выделению первого регуляторного белка, управляющего активностью лактозного гена (оперена), по изучению механизма специфического взаимодействия белков и ДНК, по установлению первичной структуры ряда ДНК, а также по клонированию гена— предшественника инсулина — и синтезу этого белка в бактериальной клетке. Совместно со своим сотрудником А. Мэксемом расщепил (1973) ДНК кишечной палочки посредством фермента — дезоксирибонуклеазы и выделил определенный участок (лак —оператор), который оказался двухцепочечным фрагментом, состоящим из 25 комплементарных пар оснований. Совместно с тем же сотрудником предложил (1977) один из удачных методов расшифровки первичной структуры ДНК, базирующийся на принципе локализации оснований по величине соответствующих фрагментов ДНК. [c.141]

    Инсулин способствует синтезу гликогена в печени и мышцах и усиливает окислительный распад глюкозы в тканях, активируя гексокиназную реакцию, т. е. образование глюко-зо-6-фосфата 2 (см. стр. 164). Инсулин обеспечивает переход глюкозы внутрь клетки, повышая проницаемость клеточной мембраны. [c.94]

    Рассмотрим прежде всего, как регулируется само вступление остатков глюкозы на путь гликолиза. Вовлечение глюкозных остатков в процесс гликолиза обеспечивают две важные реакции, и обе эти реакции контролируются регуляторными ферментами. Первая такая реакция-это катализируемое гексокиназой фосфорилирование свободной глюкозы в положении 6 за счет АТР. В некоторых тканях, например в скелетных мыщцах, гексокиназа функционирует как аллостерический фермент и ингибируется продуктом реакции глюкозо-6-фосфатом, как это показано на рис. 15-13. Всякий раз, когда концентрация глюкозо-6-фос-фата в клетке сильно возрастает, т. е. когда он образуется быстрее, чем потребляется, наступает ингибирование-гексокиназа под действием глюкозо-6-фос-фата выключается и дальнейшего фосфорилирования глюкозы не происходит до тех пор, пока избыток глюкозо-6-фосфа-та не будет использован. В печени, однако, преобладает другой фермент-глюкокиназа, который не ингибируется глю-козо-6-фосфатом (разд. 15.6,а). Поэтому в печени, способной хранить большие количества гликогена, избыточная глюкоза крови может фосфорилироваться с образованием глюкозо-6-фосфата, который затем через глюкозо-1-фосфат превращается в гликоген, т. е. в запасной полисахарид. При повышении концентрации глюкозы в крови гормон инсулин, выделяемый поджелудочной железой в кровь, стимулирует синтез глюкокиназы. При диабете и во время голодания глюкокиназная активность понижена. [c.462]

    В гл. 24 был описан целый ряд других изменений обмена веществ, наблюдаю-цщхся при недостатке инсулина. Так, у больных диабетом или у животных с экспериментальным диабетом, вызванным удалением поджелудочной железы либо разрушением островковой ткани путем введения аллоксана (рис. 25-18), утрачивается способность к синтезу жирных кислот и липидов из глюкозы. При этом скорость окисления жирных кислот превышает норму, что приводит к образованию избытка кетоновых тел, накапливающихся в тканях, крови и моче, т. е. к так называемому кетозу. У животных с экспериментальным диабетом снижается также скорость переноса аминокислот из крови в клетки периферических тканей, вследствие чего замедляется биосинтез белков. Вместо этого аминокислоты подвергаются в печени дезаминированию, и из их углеродных цепей в ходе глюконеогенеза (разд. 20.1) образуется глюкоза, посту- [c.798]

    Однако все это совсем не означает, что условия осуществления и механизмы химических и физических про-цессо В, протекающих в неорганической природе и в живой клетке на молекулярном уровне, одни и те же. Химизм биологических организмов по сравнению с неживыми системами имеет свою специфику. Аппарат живой клетки несравнимо совершеннее неживой системы, его возможности синтезировать необходимые биологические вещества превосходят в огромной степени средства, находящиеся ныне в распоряжении химика-синтетнка. Известно, что в ходе осуществления важнейшего достижения биохимии — химического синтеза инсулина — гормона, управляющего углеводным обменом организма, пришлось осуществить 228 этапов, затратить десятки тысяч человеко-часов. В живой же клетке, как подсчитано, синтез молекулы белка осуществляется за две-три секунды. Нельзя не согласиться с высказыванием академика [c.95]

    В настоящее время успешно расшифрованы очень сложные структуры белков и нуклеиновых кислот. Последние играют важную роль в передаче наследственных признаков и воспроизведении ба1Ков. Например, удалось выяснить точное строение, а недавно даже полностью осуществить синтез сложного белка — инсулина, недостаток которого, как известно, приводит к сахарной болезни. Выяснение точного расположения органических оснований в гигантских молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) дает ключ к познанию механизма передачи генетической информации. Таким образом, стирается граница между органической химией и биологией клетки. Возникшая на стыке наук молекулярная биология в будущем, несомненно, позволит сознательно изменять наследственные признаки биологических объектов. [c.122]

    Инсулин понижает содержание сахара в крови и интенсифицирует синтез гликогена, жиров и белков в различных тка-(иях. Пока невозможно - объяснить эти факты на основании только какой-либо одной стороны активности инсулина. Его первичное действие состоит во влиянии на проницаемость клеток для сахаров [1693], а не во влиянии на внутриклеточные ферменты метаболизма углеводов, как предполагали ранее. Предположение относительно влияния инсулина на гексокиназу не подтвердилось, так как в присутствии инсулина клетки аккумулируют глюкозу, а не фосфаты гексоз. Обзоры по инсулину и его биологической активности были недавно опубликованы Янгом [2607, 2607а]. [c.470]

chem21.info


Смотрите также