胰岛素生化功能及作用机制课件.ppt

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1、 目录目录 1 1 胰岛素的化学结构胰岛素的化学结构 2 2 胰岛素的特性胰岛素的特性 3 3 胰岛素的生化功能胰岛素的生化功能 4 4 胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制胰岛素的化学结构胰岛素的化学结构v胰岛素是由胰岛素是由胰岛素是由胰岛素是由胰腺胰腺胰腺胰腺 -细胞细胞细胞细胞所分泌的一种蛋白质激素。所分泌的一种蛋白质激素。所分泌的一种蛋白质激素。所分泌的一种蛋白质激素。它是由它是由它是由它是由A A A A、B B B B两条肽链连接组成，两条肽链连接组成，两条肽链连接组成，两条肽链连接组成，A A A A链含链含链含链含21212121个氨基个氨基个氨基个氨基酸，酸，酸，酸，B B B

2、B链含链含链含链含30303030个氨基酸。个氨基酸。个氨基酸。个氨基酸。v人胰岛素（人胰岛素（人胰岛素（人胰岛素（HIHIHIHI）的）的）的）的一级结构一级结构一级结构一级结构如下：如下：如下：如下：胰岛素二级结构胰岛素二级结构胰岛素的化学结构胰岛素的化学结构v胰岛素胰岛素胰岛素胰岛素A A A A、B B B B链中共有链中共有链中共有链中共有3 3 3 3个二硫键桥，若二硫键受个二硫键桥，若二硫键受个二硫键桥，若二硫键受个二硫键桥，若二硫键受碱或还原剂作用而破坏，则胰岛素活性丧失。碱或还原剂作用而破坏，则胰岛素活性丧失。碱或还原剂作用而破坏，则胰岛素活性丧失。碱或还原剂作用而破坏，则胰

3、岛素活性丧失。v不同动物来源的胰岛素结构稍有差异。人与猪的不同动物来源的胰岛素结构稍有差异。人与猪的不同动物来源的胰岛素结构稍有差异。人与猪的不同动物来源的胰岛素结构稍有差异。人与猪的胰岛素胰岛素胰岛素胰岛素(PI)(PI)(PI)(PI)结构差别在于结构差别在于结构差别在于结构差别在于C-C-C-C-端第端第端第端第30303030位氨基酸不同，位氨基酸不同，位氨基酸不同，位氨基酸不同，猪为猪为猪为猪为丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸，人为，人为，人为，人为苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸。但患者长期应用猪胰但患者长期应用猪胰但患者长期应用猪胰但患者长期应用猪胰岛素，仍可产生抗体。岛素，仍可产生抗体。岛素，

4、仍可产生抗体。岛素，仍可产生抗体。v可用酶的特异性催化作用置换此氨基酸，将可用酶的特异性催化作用置换此氨基酸，将可用酶的特异性催化作用置换此氨基酸，将可用酶的特异性催化作用置换此氨基酸，将PIPIPIPI转转转转化为化为化为化为HIHIHIHI。反应原理如下：。反应原理如下：。反应原理如下：。反应原理如下：v胰岛素的最小分子量为胰岛素的最小分子量为胰岛素的最小分子量为胰岛素的最小分子量为6000600060006000左右，常以二聚体形左右，常以二聚体形左右，常以二聚体形左右，常以二聚体形式存在。在胰岛内含锌胰岛素可形成六聚体，较式存在。在胰岛内含锌胰岛素可形成六聚体，较式存在。在胰岛内含锌胰

5、岛素可形成六聚体，较式存在。在胰岛内含锌胰岛素可形成六聚体，较为稳定，在血液循环中也可以单体形式存在。为稳定，在血液循环中也可以单体形式存在。为稳定，在血液循环中也可以单体形式存在。为稳定，在血液循环中也可以单体形式存在。胰岛素的特性胰岛素的特性v胰岛素在体内的作用时间一般为胰岛素在体内的作用时间一般为胰岛素在体内的作用时间一般为胰岛素在体内的作用时间一般为6 6 6 68 8 8 8小时，当等小时，当等小时，当等小时，当等电点为电点为电点为电点为5.35.35.35.3的胰岛素与等电点为的胰岛素与等电点为的胰岛素与等电点为的胰岛素与等电点为12.412.412.412.4的的的的鱼精蛋白鱼精

6、蛋白鱼精蛋白鱼精蛋白在在在在同一同一同一同一pHpHpHpH条件下，因带电不同而二者相互结合为鱼条件下，因带电不同而二者相互结合为鱼条件下，因带电不同而二者相互结合为鱼条件下，因带电不同而二者相互结合为鱼精蛋白锌胰岛素络合物时，此络合物的等电点为精蛋白锌胰岛素络合物时，此络合物的等电点为精蛋白锌胰岛素络合物时，此络合物的等电点为精蛋白锌胰岛素络合物时，此络合物的等电点为7.37.37.37.3，在人体，在人体，在人体，在人体pHpHpHpH条件下，溶解度降低，人体对它的条件下，溶解度降低，人体对它的条件下，溶解度降低，人体对它的条件下，溶解度降低，人体对它的吸收减慢，因而可延长胰岛素的作用时间

7、达吸收减慢，因而可延长胰岛素的作用时间达吸收减慢，因而可延长胰岛素的作用时间达吸收减慢，因而可延长胰岛素的作用时间达24 24 24 24 28282828小时。在制剂上，把含锌胰岛素与鱼精蛋白结小时。在制剂上，把含锌胰岛素与鱼精蛋白结小时。在制剂上，把含锌胰岛素与鱼精蛋白结小时。在制剂上，把含锌胰岛素与鱼精蛋白结合成为鱼精蛋白胰岛素，称为合成为鱼精蛋白胰岛素，称为合成为鱼精蛋白胰岛素，称为合成为鱼精蛋白胰岛素，称为长效胰岛素长效胰岛素长效胰岛素长效胰岛素（精蛋（精蛋（精蛋（精蛋白锌胰岛素）。用于轻型和中型糖尿病。白锌胰岛素）。用于轻型和中型糖尿病。白锌胰岛素）。用于轻型和中型糖尿病。白锌胰岛

8、素）。用于轻型和中型糖尿病。胰岛素的种类和作用特点胰岛素的种类和作用特点胰岛素的体内合成胰岛素的体内合成胰岛素原与胰岛素的一级结构胰岛素原与胰岛素的一级结构胰岛素原与胰岛素的一级结构胰岛素原与胰岛素的一级结构胰岛素的体内合成胰岛素的体内合成胰岛素的生化功能胰岛素的生化功能促进葡萄糖通过心肌、骨骼肌和脂肪细胞等细胞膜；促进葡萄糖的氧化作用；促进糖原合成；抑制糖异生作用。抑制脂肪动员；促进脂肪酸和脂肪的合成。促进蛋白质的合成促进钾离子和镁离子穿过细胞膜进入细胞内；促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。胰岛素的生化功能胰岛素对肝脏糖异生的抑制作用胰岛素对肝脏糖异

9、生的抑制作用胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制产生信号传导的最终生物学效应。包括葡萄糖运，糖原、脂质及蛋白质合成酶的活，DNA合成及一些基因的转录。通过一系列蛋白质磷酸化-去磷酸化的过程，引起细胞内与代谢和生长有关的关键酶的激活胰岛素与其受体结合，激活受体络氨酸激酶，引起胰岛素受体底物的磷酸化胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制胰岛素受体磷酸化后，胰岛素受体磷酸化后，激活靶细胞细胞膜激活靶细胞细胞膜载体蛋白，使血液中载体蛋白，使血液中的葡萄糖转运到的葡萄糖转运到细胞中细胞中络氨酸磷酸化受体与信号络氨酸磷酸化受体与信号分子通过共价修饰，分子通过共价修饰，增强磷酸二酯酶活

10、性、增强磷酸二酯酶活性、降低降低cAMPcAMP水平、水平、升高升高cGMPcGMP浓度浓度通过抑制通过抑制PEPPEP羧激酶的合成羧激酶的合成以及减少以及减少糖异生糖异生的原料，抑制糖异生的原料，抑制糖异生通过激活丙酮酸通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶激活，激活，加速加速丙酮酸丙酮酸氧化为氧化为乙乙酰辅酶酰辅酶A A，加快糖的，加快糖的有氧氧化有氧氧化糖的代谢胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制v脂肪代谢脂肪代谢脂肪代谢脂肪代谢 络氨酸磷酸化胰岛素受体抑制脂肪组织内的激素络氨酸磷酸化胰岛素受体抑制脂肪组织内的激素络氨酸磷酸化胰岛素受体抑制脂肪组织内的激素络氨

11、酸磷酸化胰岛素受体抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，从而促进脂肪的敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，从而促进脂肪的敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，从而促进脂肪的敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，从而促进脂肪的合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制脂肪的分解氧化脂肪的分解氧化脂肪的分解氧化脂肪的分解氧化 。v蛋白质代谢蛋白质代谢蛋白质代谢蛋白质代谢 络氨酸磷酸化胰岛素受体激活腺垂体生长激素，络氨酸磷酸化胰岛素受体激活腺垂体生长激素，络氨酸磷酸化胰岛素受体激活腺垂体生长激

12、素，络氨酸磷酸化胰岛素受体激活腺垂体生长激素，促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成；促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成；促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成；促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成；转氨酶使氨基酸脱氮变成酮酸，再变成酮体，转氨酶使氨基酸脱氮变成酮酸，再变成酮体，转氨酶使氨基酸脱氮变成酮酸，再变成酮体，转氨酶使氨基酸脱氮变成酮酸，再变成酮体，从而使蛋白质分解增强。胰岛素与受体结合后，从而使蛋白质分解增强。胰岛素与受体结合后，从而使蛋白质分解增强。胰岛素与受体结合后，从而使蛋白质分解增强。胰岛素与受体结合后，抑制转氨酶的活性，能够抑制蛋白质的分解。抑制转氨酶的活性，能够抑制蛋白质的

13、分解。抑制转氨酶的活性，能够抑制蛋白质的分解。抑制转氨酶的活性，能够抑制蛋白质的分解。展望展望 目前胰岛素作用的确切机制尚有许多具体细节有目前胰岛素作用的确切机制尚有许多具体细节有目前胰岛素作用的确切机制尚有许多具体细节有目前胰岛素作用的确切机制尚有许多具体细节有待弄清。除这几个主要途径外，在一些细胞系还待弄清。除这几个主要途径外，在一些细胞系还待弄清。除这几个主要途径外，在一些细胞系还待弄清。除这几个主要途径外，在一些细胞系还发现了多种与胰岛素信号传递相关的蛋白，有待发现了多种与胰岛素信号传递相关的蛋白，有待发现了多种与胰岛素信号传递相关的蛋白，有待发现了多种与胰岛素信号传递相关的蛋白，有待进一步研究。进一步研究。进一步研究。进一步研究。for your attentionThanks