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Alt 14.06.2002, 13:54   #1   Druckbare Version zeigen
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Insulin!

Hi,
ich brauche unbedingt chemische Informationen zu Insulin! Biologische sind ganz leicht zu finden, aber was passiert im Körper chemisch mit Insulin?
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Alt 14.06.2002, 15:33   #2   Druckbare Version zeigen
julia  
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Beiträge: 283
Insulin

Hormon der Bauchspeicheldrüse (Pankreas), in der es in den b-Zellen der Langerhansschen Inseln (daher Name von lat.: insula = Insel) gebildet wird. I. findet sich in allen Wirbeltieren einschließlich Fischen u. selbst in Seesternen, Würmern u. Einzellern. I. ist ein zweikettiges Polypeptid mit einem MG. von ca. 6000, dessen A-Kette (s. Abb.) aus 21 Aminosäure-Resten (AR) mit einer B-Kette aus 30 AR über 2 Disulfid-Brücken verbunden ist.



Abb.: Human-Insulin: Primärstruktur
Die A- u. B-Kette werden bei ihrer Biosynth. zunächst zusammenhängend als Präproinsulin (107 AR) synthetisiert u. auch noch nach Abspaltung einer hydrophoben Signalsequenz vom Amino-Ende im endoplasmatischen Retikulum durch einen weiteren Peptid-Anteil, nämlich das sog. C-Peptid (connecting peptide), zusammengehalten, so daß ein biol. inakt. Mol. aus 84 AR vorliegt, das als Proinsulin bezeichnet wird. Die Kette des C-Peptids umfaßt beim Schwein 33 AR; sie verknüpft die Aminosäure 1 der A-Kette mit Aminosäure 30 der B-Kette. Durch enzymatische Abspaltung des C-Peptids entsteht das akt. Hormon, das in sog. sekretorischen Granula gespeichert wird. Die Unterschiede in den Primärstrukturen der I. aus verschiedenen Organismen sind gering; vom abgebildeten Human-I. unterscheidet sich z.B. Rinder-I. durch Ala-Ser-Val in Pos. 8–10 der A-Kette u. Ala statt Thr am Schluß der B-Kette. Die Sequenz-Unterschiede liegen, wie man aus Unters. zur Raumstruktur des I. weiß , nicht an funktionell bedeutsamen Stellen. Zur Evolution des I.-Gens s. Lit. . I. tritt durch Bindung an Zink-Ionen leicht zu höheren Aggregaten vom MG. 12000, 24000 usw. zusammen. Für ein I.-Mol., dem die Aminosäure 1 der B-Kette (Phe) fehlt, wird der Freiname Insulin defalan vorgeschlagen.

Biol. Bedeutung: Gemeinsam mit seinem Gegenspieler (Antagonist) Glucagon hält I. den Blutzucker-Spiegel innerhalb bestimmter physiologischer Grenzen konstant; dabei hat Glucagon anhebende, I. absenkende Wirkung. Letztere resultiert aus einer gesteigerten D-Glucose-Utilisierung durch erhöhte Glykolyse, Glykogen- u. Fettbldg. in Leber, Fettgewebe u. Muskeln. I. vergrößert die für D-Glucose spezifische Zellmembran-Permeabilität, indem es für den Einbau zusätzlicher D-Glucose-Transporter (GLUT-4) in die Zellmembranen von Fett-, Muskel- u. angrenzenden Endothel-Zellen sorgt . Es wird durch den sog. Glucosetoleranzfaktor (GTF) an der Zelloberfläche aktiviert. Der GTF besteht aus einem Chrom(III)-Komplex mit den Aminosäuren Cys, Glu u. Gly sowie Nicotinsäure. Der Insulin-Rezeptor ist ein tetrameres Membran-Protein aus je zwei a- u. b-Untereinheiten (UE), die durch Disulfid-Brücken miteinander verbunden sind. Wenn I. an die auf der Außenseite der Zelle befindliche a-UE bindet, phosphorylieren sich die durch die Membran reichenden b-UE gegenseitig durch Katalyse einer Phosphatgruppen-Übertragung aus Adenosin-5'-triphosphat (Kinase-Aktivität). Im weiteren Verlauf werden cytoplasmatische Proteine phosphoryliert, jedoch ist noch nicht bekannt, wie die I.-Wirkung weiter umgesetzt wird . Die Freisetzung von I. aus den b-Zellen wird u.a. durch D-Glucose (die auf Calcium-Ionenkanäle in der Plasmamembran wirkt ) u. Acetylcholin (mit Inositphosphaten als second messengers) stimuliert. Auf komplizierte Weise wirkt Somatotropin als I.-Widerpart; es hemmt möglicherweise sowohl die Glucagon- als auch die I.-Ausschüttung. I. gehört zu einer Gruppe von chem. ähnlichen Hormonen, die das Skelett-Wachstum beeinflussen, den insulin-like growth factors. Es bestehen auch Ähnlichkeiten zwischen I. u. dem sog. Nervenwachstumsfaktor. Die Inaktivierung des I. geschieht durch die Leber . Dort wird I. nach Endocytose relativ rasch intrazellulär abgebaut.

Pathologisches: Bei absolutem od. relativem Mangel an I., bedingt durch Autoimmun-Reaktionen (s. Autoimmunität) gegen die b-Zellen bzw. gestörte I.-Sekretion, kommt es zu Hyperglykämie bzw. Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit) . Die Behandlung des Diabetes erfolgt mit parenteral verabreichtem I. (oral verabreichtes I. würde von den Verdauungsorganen inaktiviert), mit Antidiabetika, Acarbose u. durch Diät (z.B. mit Zucker-Austauschstoffen). I.-Mangel führt daneben zur Störung des Fett- u. Eiweiß-Stoffwechsels u. somit zu Gewichts-Abnahme u. Muskelschwund.

Herst. u. Verw.: Die Herst. des I. geht noch überwiegend vom tierischen Pankreas aus; 1kg desselben liefert 70–100mg Insulin. Die I.-Präp. werden aus gereinigtem u. krist. Rinder- u. Schweine-I. gewonnen u. in unmodifizierter Form als sog. Alt-I. od. – zus. mit Protaminen u. Zink – als Depot-I. mit Langzeitwirkung verwendet. Bei der Dosierung des I. soll einerseits die ausreichende Versorgung gewährleistet sein, andererseits muß Überdosierung vermieden werden, denn diese kann verstärkend auf eine vorhandene Fettsucht wirken u. außerdem zu Hypoglykämie u. ggf. zu hypoglykämischem Schock führen. Therapeutisch wurde dieser I.-Schock gelegentlich zur Behandlung bestimmter Psychosen herangezogen. Die krankhafte Überproduktion von I. (Hyperinsulinismus) ist häufig durch Pankreastumoren od. funktionelle Störungen der Hypophyse bedingt. Als Maßstab für die Wirksamkeit eines I.-Präp. dient die internat. I.-Einheit. Diese ist definiert als 1/3 der kleinsten I.-Dosis, die bei einem 24Std. nüchternen, 2kg schweren Kaninchen nach subkutaner Injektion den Blutzucker in 5Std. auf die sog. Krampfgrenze (0,45mg/ml) senkt: 1 internat. Einheit (IE) entspricht 0,04167mg des 4. internat. Standards, einer Mischung aus 52% Rinder- u. 48% Schweine-Insulin. Die Best. von I. erfolgt meist durch Radioimmunoassay.

Zur Sicherstellung der I.-Versorgung sind schon in den 60er Jahren Vers. zur Synth. des Hormons unternommen worden. Auch heute noch ist der totalsynthetische Zugang zu aufwendig. Erfolgreicher dagegen war man mit den Meth. der Gentechnologie bei der Herst. von Human-Insulin. Schweine-I. läßt sich übrigens durch enzymatische Umwandlung des Alanins der Pos. 30 in Threonin in Human-I. überführen.
Geschichtl.: Erste Zusammenhänge zwischen Diabetes u. gestörter Pankreasfunktion beobachtete bereits Cowley 1788; dieser Befund wurde 1Jh. später von Mehring u. Minkowski durch Exstirpations-Experimente am Pankreas bestätigt. Die 1869 von Langerhans entdeckten Inselzellen wurden 1900 durch Schulze u. durch Ssobolew als Entstehungsort des gesuchten Stoffes erkannt, der 1905 von Meyer „Insulin“ genannt wurde. Die weitere Entwicklung geht von Banting u. Best (erstes I.-Präp. 1921) über Abel (erste Rein-Darst. 1926) u. Sanger (Konstitutions-Formel 1955) zu Zahn, Katsoyannis u. Kung, denen voneinander unabhängig zwischen 1963 u. 1965 mit ihren Arbeitsgruppen die Totalsynth. gelang. Durch Crowfoot-Hodgkin u. Mitarbeiter gelangte 1969 auch die Röntgenstrukturanalyse zum Abschluß.

Lit.: 1Nature (London) 273, 504–509 (1978). 2Annu. Rev. Genet. 19, 463–484 (1985). 3Nature (London) 342, 798–800 (1989); Trends Biochem. Sci. 15, 18–23 (1990). 4Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 24, 217–269 (1989); Houslay u. Wakelam, in: Cooke et al., Hormones and their Actions, Part II (New Comprehensive Biochemistry, Bd.18B), S.321–348, Amsterdam: Elsevier 1988; Kahn u. Harrison, Insulin Receptors (Receptor Biochemistry and Methodology Series, Bd.12A u. B), New York: Liss 1988; Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 85, 7516–7520 (1988). FASEB J. 2, 2453–2461 (1988); J. Biol. Chem. 263, 11017–11020 (1988); Nature (London) 337, 12 (1989). 6Nature (London) 342, 550–553 (1989). 7Eur. J. Biochem. 181, 287–294 (1989). 8Curr. Opin. Immunol. 1, 727–732 (1989). 9Biochem. J. 250, 625–640 (1988); Draznin et al., Molecular and Cellular Biology of Diabetes Mellitus (3Bd.), New York: Liss 1988–1989; Goren et al., Insulin Action and Diabetes, New York: Raven Press 1988.

allg.: Annu. Rev. Biochem. 55, 1059–1089 (1986) ï Biochem. Soc. Trans. 17, 37–66 (1989) ï Buddecke, Grundriß der Biochemie, 8.Aufl., S.344–352, Berlin: de Gruyter 1989 ï Cuatre casas u. Jacobs, Insulin (Handbook of Experimental Pharmacology, Bd.92), Berlin: Springer 1990 ï Karlson, Kurzes Lehrbuch der Biochemie, 13.Aufl., S.35, 383–385, 413f., Stuttgart: Thieme 1988 ï Klimeš et al., Insulin and the Cell Membrane, Chur: Harwood 1990 ï Norman u. Litwack, Hormones, S.263–320, San Diego: Academic Press 1986 ï Nutrition 5, 375–407 (1989) ï Spektrum Wiss. 1988, Heft 11, 78–91.


E insulin
F insuline
I = S insulina
Z 2937.91
CAS 9004-10-8



Das in diesem Stichwort vorhandene Bild finden Sie auf der CD unter folgendem Pfad:
\WMF3\ABB\T01\B306030.WMF (Abbildung)


Quelle: CD Römpp Chemie Lexikon – Version 1.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995
julia ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.06.2002, 15:56   #3   Druckbare Version zeigen
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Ui...

Ja, ich denke, das dürfte für's erste reichen, wenn ich noch fragen hab', melde ich mich! Danke, Julia!
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Alt 15.06.2002, 01:06   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
~

tja da hat sich wohl wer recht ausgiebig damit beschäftigt...
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Alt 15.06.2002, 10:17   #5   Druckbare Version zeigen
JJFox Männlich
Mitglied
Beiträge: 520
Zitat:
Originalnachricht erstellt von underdog
tja da hat sich wohl wer recht ausgiebig damit beschäftigt...
...oder einen Römpp zu Hause
__________________
Auch Henker und Gehenkter ziehen am selben Strang.
Helmut Qualtinger
O5
JJFox ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 17:49   #6   Druckbare Version zeigen
julia  
Mitglied
Beiträge: 283
Zitat:
Originalnachricht erstellt von JJFox


...oder einen Römpp zu Hause
Das schon eher, wie es auch druntersteht...
julia ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2002, 03:13   #7   Druckbare Version zeigen
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~

tja hatte ich wohl überlesen *fg*
aber irgendwer hat sich trotzdem ausgiebig damit beschäftigt
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