Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » معالجة البروإنسولين وتخليق الأنسولين

معالجة البروإنسولين وتخليق الأنسولين

1967
  • Donald F. Steiner
باحث يدرس معالجة البرولين الأنسولين في المختبر لتطبيقات بيولوجيا الخلية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

الأنسولين يُصنّع الأنسولين في خلايا بيتا البنكرياسية على شكل طليعة أحادية السلسلة تُسمى البروأنسولين. في الشبكة الإندوبلازمية، يطوى البروأنسولين ويُكوّن روابطه ثنائية الكبريتيد. ثم يُنقل إلى جهاز جولجي ويُعبأ في حبيبات إفرازية، حيث تقوم البروتيازات (محولات البروهرمون PC1/3 وPC2، وكاربوكسي ببتيداز E) بفصله إلى أنسولين ناضج وببتيد رابط يُسمى الببتيد C.

ساهم اكتشاف البروأنسولين على يد دونالد ف. شتاينر عام 1967 في حل لغزٍ رئيسي في عملية تصنيع الأنسولين. كان معروفًا أن الأنسولين يتكون من سلسلتين ببتيديتين منفصلتين (أ و ب)، لكن آلية ضمان تخليقه المنسق وتجميعه الصحيح عبر روابط ثنائي الكبريتيد ظلت غير واضحة. كشف بحث شتاينر أن جينًا واحدًا يُشفّر طليعةً أكبر ذات سلسلة واحدة. تحتوي جزيئة البروأنسولين هذه على ببتيد إشارة في طرفها الأميني (N-terminus) يوجهها إلى تجويف الشبكة الإندوبلازمية. يُفصل ببتيد الإشارة بسرعة، تاركًا البروأنسولين. يتكون البروأنسولين من السلسلة ب، وببتيد رابط (ج)، والسلسلة أ، بهذا الترتيب (ب ج أ). داخل الشبكة الإندوبلازمية، تتخذ الجزيئة شكلها الصحيح، بتوجيه من البروتينات المرافقة، التي تُقرّب بقايا السيستين من بعضها، مما يسمح بتكوين روابط ثنائي الكبريتيد الثلاث الأساسية بشكل صحيح. يُنقل هذا البروأنسولين المطوي إلى جهاز غولجي ويُعبأ في حويصلات إفرازية غير ناضجة مغلفة بالكلاثرين. ومع نضوج هذه الحويصلات لتصبح حبيبات إفرازية ذات لب كثيف، تصبح البيئة الداخلية أكثر حمضية، مما يُنشط إنزيمات بروتينية داخلية محددة. يقوم إنزيم البروهرمون كونفيرتاز 1/3 (PC1/3) بالقطع الأولي عند نقطة اتصال السلسلة B بالببتيد C، بينما يقوم إنزيم البروهرمون كونفيرتاز 2 (PC2) بالقطع عند نقطة اتصال الببتيد C بالسلسلة A. وأخيرًا، يقوم إنزيم كاربوكسي ببتيداز E (CPE) بإزالة بقايا الأحماض الأمينية القاعدية من الطرف الكربوكسيلي الجديد، مما ينتج عنه جزيء الأنسولين الناضج ثنائي السلسلة والببتيد C الحر. يُخزن كلاهما في هذه الحبيبات ويُفرزان معًا بكميات متساوية استجابةً لارتفاع مستوى الجلوكوز في الدم.

UNESCO Nomenclature: 2403
- بيولوجيا الخلية

يكتب

العملية البيولوجية

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • اكتشاف مسار تخليق البروتين (الريبوسومات، الإيروسيبرومات، جولجي)
  • تحديد بنية سلسلتي الأنسولين بواسطة سانجر
  • تطوير تقنيات وسم النبضات باستخدام الأحماض الأمينية المشعة
  • تحديد الإنزيمات البروتينية (البروتياز)

التطبيقات

  • قياس مستويات الببتيد-c في الدم لتقييم إنتاج الأنسولين الداخلي
  • فهم فرط بروإنسولين الدم الخلقي، وهو اضطراب وراثي في ​​معالجة بروإنسولين الدم
  • تطوير نظائر الأنسولين أحادية السلسلة لتحسين الاستقرار
  • البحث في طي البروتين ونقله داخل الخلية
  • توفير نظام نموذجي للتخليق الحيوي للهرمونات الببتيدية الأخرى

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: البروأنسولين، الببتيد ج، التخليق الحيوي، خلية بيتا، الشبكة الإندوبلازمية، جهاز جولجي، الحبيبة الإفرازية، طي البروتين، التعديل ما بعد الترجمة، دونالد شتاينر.

السياق التاريخي

معالجة البروإنسولين وتخليق الأنسولين

1950
1954
1960
1967
1970
1975
1977
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975
1979

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.