Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Traitement de la proinsuline et biosynthèse de l'insuline

Traitement de la proinsuline et biosynthèse de l'insuline

1967
  • Donald F. Steiner
Chercheur étudiant la transformation de la proinsuline dans un laboratoire pour des applications de biologie cellulaire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Insuline L'insuline est synthétisée dans les cellules bêta du pancréas sous forme d'un précurseur monocaténaire appelé proinsuline. Dans le réticulum endoplasmique, la proinsuline se replie et forme ses ponts disulfure. Elle est ensuite transportée vers l'appareil de Golgi et conditionnée dans des granules de sécrétion, où des protéases (les prohormone convertases PC1/3 et PC2, et la carboxypeptidase E) la clivent en insuline mature et en un peptide de liaison, le peptide C.

The discovery of proinsulin by Donald F. Steiner in 1967 resolved a key puzzle in l'insuline biosynthesis. It was known that insulin consisted of two separate polypeptide chains (A and B), but the mechanism for ensuring their coordinated synthesis and correct assembly via disulfide bonds was unclear. Steiner’s research revealed that a single gene codes for a larger, single-chain precursor. This preproinsulin molecule contains a signal peptide at its N-terminus that directs it into the lumen of the endoplasmic reticulum (ER). The signal peptide is quickly cleaved off, leaving proinsulin. Proinsulin consists of the B chain, a connecting C-peptide, and the A chain, in that order (B-C-A). Within the ER, the molecule folds into its proper conformation, guided by chaperones, which brings the cysteine residues into proximity, allowing the three crucial disulfide bonds to form correctly. This folded proinsulin is then transported to the Golgi complex and packaged into immature clathrin-coated secretory vesicles. As these vesicles mature into dense-core secretory granules, the internal environment becomes more acidic, activating specific endoproteases. Prohormone convertase 1/3 (PC1/3) makes the initial cut at the B-chain/C-peptide junction, and prohormone convertase 2 (PC2) cuts at the C-peptide/A-chain junction. Finally, carboxypeptidase E (CPE) trims off basic amino acid residues at the new C-termini, resulting in the final, mature two-chain insulin molecule and the free C-peptide. Both are stored in these granules and co-secreted in equimolar amounts in response to high blood glucose.

UNESCO Nomenclature: 2403
Biologie cellulaire

Taper

Processus biologique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte de la synthèse des protéines pathway (ribosomes, er, golgi)
  • Détermination de la structure à deux chaînes de l'insuline par la méthode de Sanger
  • développement de techniques de marquage par impulsions utilisant des acides aminés radioactifs
  • identification des enzymes protéolytiques (protéases)

Applications

  • mesure des taux de peptide C dans le sang pour évaluer la production endogène d'insuline
  • compréhension de l'hyperproinsulinémie congénitale, un trouble génétique du traitement de la proinsuline
  • développement d'analogues d'insuline à chaîne unique pour une stabilité améliorée
  • recherche sur le repliement et le trafic des protéines au sein de la cellule
  • fournir un système modèle pour la biosynthèse d'autres hormones peptidiques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • Diagnostic basé sur le peptide C pour le diabète auto-immun latent chez l'adulte (LADA)
  • développement d'inhibiteurs de protéase pour étudier le traitement hormonal
  • ingénierie de molécules de proinsuline traitées plus efficacement
  • l'utilisation du peptide C comme agent thérapeutique pour les complications diabétiques
  • création d'analogues d'insuline à chaîne unique qui ne nécessitent pas de clivage pour être actifs
  • proinsuline marquée par fluorescence pour visualiser le trafic de protéines dans les cellules vivantes
  • tests à haut débit pour rechercher des médicaments qui améliorent la fonction des cellules bêta et le traitement de l'insuline
  • analyse protéomique des granules sécrétoires pour identifier de nouvelles protéines régulatrices
  • approches de thérapie génique pour corriger les mutations de la proinsuline ou des enzymes de traitement
  • stratégies de biofabrication utilisant des lignées cellulaires modifiées pour une conversion efficace de la proinsuline
Lié à : proinsuline, peptide C, biosynthèse, cellule bêta, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, granule sécrétoire, repliement des protéines, modification post-traductionnelle, Donald Steiner.

Contexte historique

Traitement de la proinsuline et biosynthèse de l'insuline

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

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.