胰岛素的一级结构与功能
1．不同生物体胰岛素一级结构的差异
胰岛素是由51个氨基酸组成的双链(A、B链)蛋白激素，分子量为5374，等电点5.35，A链含有21个氨基酸，B链有30个氨基酸。两条肽链之间由两个二硫键连接， A链的第6和第11位氨基酸残基之间也由二硫键相连。
不同种属的胰岛素除A链的4、8、9和10位及B链3、9、29和30位外，其他氨基酸成分是相同的。猪胰岛素与人胰岛素的不同之处是在B链30位由丙氨酸取代了苏氨酸；牛胰岛素与人胰岛素有3个氨基酸不同，A8和B30不是苏氨酸，而是丙氨酸，A10位上的异亮氨酸被缬氨酸取代。
胰岛素分子晶体是由6个胰岛素分子和2个Zn2+形成的含锌胰岛素六聚体。首先，两个胰岛素分子形成二聚体，然后3个二聚体围绕三重轴形成对称的排列，B链第10位上组氨酸的咪唑基与轴上的Zn2+组成配位键。胰岛素晶体中锌的含量约为0.4％～0.5％。六聚体可能是胰岛素在β细胞中的储存形式。
2 .人与各种动物胰岛素一级结构及其活性比较
胰岛素的一级结构与其生物活性有密切关系。如用胰蛋白酶水解胰岛素，去掉B链C端的8肽，生物活性只剩1％，B23甘氨酸、B24苯丙氨酸等均为维持胰岛素生物活性所必需的。二硫键被还原使胰岛素裂解为-A和B链后，胰岛素的生物活性完全丧失。
胰岛素是由51个氨基酸组成的双链(A、B链)蛋白激素，分子量为5374，等电点5.35，A链含有21个氨基酸，B链有30个氨基酸。两条肽链之间由两个二硫键连接， A链的第6和第11位氨基酸残基之间也由二硫键相连。
不同种属的胰岛素除A链的4、8、9和10位及B链3、9、29和30位外，其他氨基酸成分是相同的。猪胰岛素与人胰岛素的不同之处是在B链30位由丙氨酸取代了苏氨酸；牛胰岛素与人胰岛素有3个氨基酸不同，A8和B30不是苏氨酸，而是丙氨酸，A10位上的异亮氨酸被缬氨酸取代。
胰岛素的一级结构及不同动物胰岛素在A链中的差异
利用X衍射法观察猪胰岛素晶体，发现胰岛素分子中的氨基酸残基明显集中为三个区：①分子内核全部由疏水残基组成，包括分子中的大部分支链氨基酸残基和A6、 A11、A20、B19四个半胱氨酸残基；②由B12缬、B16酪、B24苯、B25苯及其附近的一些疏水性基团共同构成胰岛素分子表面的疏水区，这可能是胰岛素与其靶细胞膜上受体结合的部位；③主要由A链头尾部氨基酸组成分子表面的极性区，可能是信息传导的活性部位。 胰岛素分子晶体是由6个胰岛素分子和2个Zn2+形成的含锌胰岛素六聚体。首先，两个胰岛素分子形成二聚体，然后3个二聚体围绕三重轴形成对称的排列，B链第10位上组氨酸的咪唑基与轴上的Zn2+组成配位键。胰岛素晶体中锌的含量约为0.4％～0.5％。六聚体可能是胰岛素在β细胞中的储存形式。
2 .人与各种动物胰岛素一级结构及其活性比较
胰岛素的一级结构与其生物活性有密切关系。如用胰蛋白酶水解胰岛素，去掉B链C端的8肽，生物活性只剩1％，B23甘氨酸、B24苯丙氨酸等均为维持胰岛素生物活性所必需的。二硫键被还原使胰岛素裂解为-A和B链后，胰岛素的生物活性完全丧失。
表二、人与各种动物胰岛素一级结构及其活性比较
一些哺乳动物胰岛素一级结构及其活性的差异 |
||||||
名 称 |
A8 |
A9 |
A10 |
B30 |
与人的差异数 |
活性 |
人 |
苏氨酸 |
丝氨酸 |
异亮氨酸 |
苏氨酸 |
- |
|
猪 |
- |
- |
|
丙氨酸 |
1 |
|
抹香鲸 |
- |
- |
|
丙氨酸 |
1 |
|
马 |
- |
甘氨酸 |
|
丙氨酸 |
2 |
↓ |
象 |
- |
甘氨酸 |
缬氨酸 |
|
2 |
↓ |
牛 |
丙氨酸 |
- |
缬氨酸 |
丙氨酸 |
3 |
↓ |
