Синтез инсулина

Наименьшая из молекул, попадающих в разряд белков, — это молекула инсулина. Поэтому в конце 50-х годов XX в., лишь только наметилась реальная возможность искусственного синтеза белка, инсулин стал объектом интенсивной работы сразу в нескольких химических лабораториях. Выбор инсулина объяснялся не только размерами его молекулы, но и некоторыми другими немаловажными причинами. Искусственный синтез гормона открывает новые возможности для изучения механизма его действия.

Еще важнее то обстоятельство, что состав и полная первичная структура (последовательность аминокислотных остатков) инсулина стала известна несколькими годами раньше в результате работы группы химиков под руководством Ф. Сэнгера.

По сравнению с такими пептидами, как брадикинин, молекула инсулина намного сложнее (смотрите рисунок ниже).


Первый синтез цепей инсулина был выполнен методом фрагментов, как показано на рисунке

Первый синтез цепей инсулина был выполнен методом фрагментов, как показано на рисунке

Первый синтез цепей инсулина был выполнен методом фрагментов, как показано на рисунке (продолжение)

В центре приведена первичная структура двух цепей инсулина вместе с названиями аминокислот (названия аминокислот сокращены). Обратите внимание на три дисульфидные (S—S) связи между остатками цистеина; две из них связывают А- и В-цепи (вверху показана А-цепь, внизу — В-цепь). Синтез А-цепи был впервые выполнен группой Кацоянниса. Общий ход этого синтеза показан в схематическом виде над формулой инсулина. Сначала ступенчатым методом были собраны фрагменты промежуточной величины, содержащие от двух до пяти аминокислот. Затем эти фрагменты были объединены в полную цепь, состоящую из 21 аминокислотного остатка. Аналогичный синтез B-цепи был выполнен группой Цана. Схема синтеза В-цепи приведена под формулой инсулина.


И дело не только в том, что количество аминокислот в шесть раз больше. Гораздо важнее присутствие уже не 5, а 17 разных аминокислот. Это создает много новых проблем, связанных с защитой боковых цепей. Особенно усложняет дело присутствие трех дисульфидных поперечных связей (S — S) между остатками цистеина. Молекула инсулина состоит из двух линейных пептидных цепей.

Состав А-цепи и В-цепи

А-цепь состоит из 21, а В-цепь — из 30 аминокислотных остатков. Обе цепи удерживаются вместе двумя межцепочечными дисульфидными мостиками. Кроме того, в одной цепи имеется петля, также фиксированная дисульфидной связью. Конечно, молекула инсулина имеет определенную пространственную конфигурацию.


«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Вперед →