Insulina bovina: Extraída del páncreas bovino. Su estructura molecular tiene tres aminoácidos diferentes a la insulina humana. Es ligeramente menos eficaz y propensa a sufrir alergias o resistencia a la insulina. La única ventaja de la insulina animal es que es barata. Los pacientes pueden permitírselo fácilmente. Es un polipéptido. Introducción básica Nombre chino: insulina bovina Nombre extranjero: insulina del páncreas bovino Peso molecular: 5733,53 (Da) Propiedades: Hormona proteica Tiempo de determinación: 1955 Función: Regulación del azúcar en sangre insulina bovina, introducción, estructura química, insulina bovina sintetizada artificialmente, investigación científica, Proceso de investigación, importancia científica, función médica, efecto antiinflamatorio, efecto antiarteriosclerosis, efecto antiagregación plaquetaria, tratamiento de la hiperplasia ósea, tratamiento de enfermedades mentales, mecanismo de acción, regulación del metabolismo del azúcar, regulación del metabolismo de las grasas, regulación del metabolismo de las proteínas, otras funciones, insulina bovina Introducción Nombre chino: insulina bovina Nombre en inglés: insulina del páncreas bovino Alias en inglés: insulina humana hybri-max del páncreas bovino Insulina (bovina) Número CAS: 11070-73-; 8 Número EINECS: 234-291-2 Fórmula molecular: C254H377N65O75S6 Peso molecular: 5733.53 La insulina bovina es una hormona proteica secretada por las células β de los islotes del páncreas bovino que regula el metabolismo del azúcar. Es un polipéptido. Su estructura primaria fue determinada por el británico Sanger en 1955. La insulina bovina tiene efectos médicos como antiinflamatorio, antiarteriosclerosis, antiagregación plaquetaria, tratamiento de la hiperplasia ósea y tratamiento de enfermedades mentales. China fue el primer país en sintetizar insulina bovina artificial. En 1965, bajo el liderazgo organizativo del director Wang Yinglai, el Instituto de Bioquímica de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, trabajó junto con científicos de la Universidad de Pekín y el Instituto de Química Orgánica de Shanghai de la Academia de Ciencias de China. Después de muchos fracasos, finalmente tuvo éxito. en el mundo se sintetizó artificialmente una proteína biológicamente activa, la insulina bovina cristalizada. La síntesis de insulina bovina artificial marca un paso importante en el viaje de la humanidad para comprender la vida y explorar los misterios de la vida. El 17 de septiembre de 1965 mi país completó la síntesis total de insulina bovina cristalina. Después de una identificación estricta, su estructura, actividad biológica, propiedades físicas y químicas y forma de cristal son exactamente las mismas que las de la insulina bovina natural. Esta es la primera proteína sintetizada artificialmente del mundo, lo que es un gratificante paso adelante para que la humanidad comprenda la vida y descubra los misterios de la vida. Este logro ganó el primer premio del Premio de Ciencias Naturales de China en 1982. En 1953, el británico F. Sanger Sanger ganó el Premio Nobel de Química en 1958 por determinar la estructura primaria de la insulina bovina. La insulina bovina, abreviada como BHb, se puede caracterizar por la dispersión de rayos X de ángulo pequeño. Estructura química: La insulina bovina es una molécula proteica Su estructura química fue determinada y aclarada por el científico británico Sanger en 1955: La molécula de insulina bovina es una cadena A compuesta por 21 aminoácidos y otra cadena compuesta por 30 aminoácidos. del ácido es una molécula de doble cadena conectada por dos pares de cadenas disulfuro, y la propia cadena A tiene un par de enlaces disulfuro. Modelo estructural de la insulina bovina Después de eso, los científicos midieron sucesivamente la insulina de diferentes fuentes biológicas y descubrieron que era aproximadamente la misma estructura química de la insulina bovina determinada por primera vez por Sanger. Lo mismo ocurre con la insulina humana, excepto que la alanina se reemplaza por treonina en la posición 8 de la cadena A y la valina se reemplaza por isoleucina en la posición 10; la alanina se reemplaza por treonina en la posición 30 de la cadena B. Insulina bovina sintética Cuando el estadounidense V. du Vigneand (1901-1974) sintetizó la primera hormona peptídica natural en 1953 (por la que ganó el Premio Nobel de Química en 1955), el británico After F. Sanger (1918-) completó toda la secuenciación. trabajo sobre la insulina en 1955 (por el que ganó el Premio Nobel de Química en 1958), la síntesis artificial de insulina se convirtió en un tema candente en todo el mundo. Según informes de los medios, entre 1955 y 1965, diez grupos de investigación de todo el mundo se dedicaron a la síntesis artificial de insulina.
Determinación de la ruta de investigación En 1956, un año después de que Sanger ganara el Premio Nobel por tomar la iniciativa en la determinación de la estructura química de la insulina bovina, otro famoso científico británico comentó en la revista internacionalmente autorizada "Nature" El artículo predijo: "La insulina sintética permanece en un futuro lejano." En tales circunstancias, en el primer semestre de 1958, personal científico y técnico del Instituto de Bioquímica de Shanghai, Academia de Ciencias de China, propuso estudiar la "insulina sintética", un proyecto de investigación científica básica que era de gran importancia y dificultad, y que no nadie en el mundo todavía había comenzado a estudiar. Sin embargo, para la síntesis de una proteína se debe obtener un producto puro con exactamente la misma actividad biológica y estructura que el producto natural para lograr su síntesis total. Porque la molécula de insulina no sólo tiene una estructura química compleja, sino que también tiene una conformación específica de la molécula de proteína. Por lo tanto, la insulina sintética no solo debe completar la síntesis de la cadena peptídica, sino que también requiere que la cadena peptídica sintetizada pueda plegarse en una molécula activa con la misma conformación que la insulina natural. Entre la "familia" de la insulina de aquella época, la insulina bovina era la única cuya estructura química había sido determinada, por lo que se tomó la decisión prudente de sintetizar artificialmente la insulina bovina. Una vez que se propuso este importante proyecto de investigación científica básica, inmediatamente atrajo la atención de los líderes nacionales de China. Con el consentimiento y apoyo del director Wang Yinglai, se decidió combinar el grupo de síntesis de proteínas existente dirigido por Niu Jingyi, el grupo de estructura y función de proteínas dirigido por Cao Tianqin y el grupo de enzimas dirigido por Zou Chenglu para establecer un grupo de "cinco- "Equipo del año" encabezado por Cao Tianqin. El Grupo de Liderazgo Popular "adopta un plan de marcha de cinco vías, es decir, 1. Aprovechar la clave para el desmontaje y montaje de las cadenas naturales de insulina A y B; 2. Fortalecer el poder de síntesis de los polipéptidos y; desarrollar la síntesis de péptidos; 3. Organizar la producción de materias primas, aminoácidos y reactivos sintéticos; 4. Realizar investigaciones sobre la conformación de la insulina y aislar y purificar péptidos naturales a partir de productos de hidrólisis enzimática de la insulina, con miras a utilizarlos como; materias primas para la síntesis química o síntesis enzimática de péptidos de mayor tamaño 5. Realizar investigaciones sobre síntesis enzimática de cadenas peptídicas y reacciones transpeptídicas, avanzando hacia la investigación exitosa de la síntesis artificial de insulina bovina; Investigación científica Proceso de investigación Organice activamente al personal de acuerdo con este plan para que se puedan llevar a cabo diversas tareas de investigación de manera rápida y sin problemas. Primero, bajo la dirección de Shen Zhaowen, se estableció el proceso de producción de aminoácidos y se sintetizaron artificialmente varios pequeños fragmentos de la cadena B de la insulina. Más tarde, Du Yucang, Zhang Youshang y otros descubrieron que las cadenas A y B de la insulina natural eran. S-sulfonado Después de eso, no solo se puede obtener un producto estable mediante separación y purificación, sino que las cadenas A y B se pueden recombinar fácilmente y se puede obtener un producto activo de insulina con entre un 5 y un 10%. Este éxito estableció en 1959 la ruta de síntesis química de las cadenas A y B para la síntesis de insulina. Hasta ahora, la investigación sobre la síntesis de insulina ha logrado avances iniciales. En los años siguientes, aunque se lanzaron "operaciones de grandes cuerpos", no se logró ningún avance sustancial. Hasta 1963, el rendimiento de insulina producida por las cadenas A y B de insulina natural recombinante estudiadas por Zou Chenglu aumentó del 5 al 10% a aproximadamente el 50%. En 1964, el grupo de síntesis de péptidos dirigido por Niu Jingyi y Gong Yueting sintetizó artificialmente la cadena B; . Y construyó con éxito insulina recombinándola con la cadena A natural; en 1965, el Instituto de Química Orgánica de la Academia de Ciencias de China y el Departamento de Química de la Universidad de Pekín cooperaron. Un equipo de investigación conjunto dirigido por Wang You y Xing Qiyi completó la tarea. Síntesis química de la cadena A de insulina La insulina fue sintetizada químicamente por el Instituto de Bioquímica de Shanghai. La cadena B se recombinó y purificó con éxito para obtener cristales de insulina bovina sintética con exactamente la misma actividad específica y antigenicidad que la insulina natural, y su forma cristalina y. El patrón de escisión de la enzima también fue el mismo que el de los productos naturales. El éxito de la insulina sintetizada artificialmente anunció que los científicos chinos habían ganado el "campeonato mundial" en esta competición científica después de ocho años de investigación científica. Posteriormente, Cao Tianqin presidió la redacción del artículo, y este importante resultado de la investigación científica se publicó por primera vez en forma de un informe en la revista "Science China" en noviembre de 1965, y el texto completo se publicó en abril de 1966. Importancia científica La síntesis artificial de insulina bovina es un gran salto en la ciencia. Marca el comienzo de la era de la síntesis artificial de proteínas y es un nuevo hito importante en la historia del desarrollo de las ciencias de la vida. Un gratificante paso adelante en el gran viaje de revelar los misterios de la vida. Al mismo tiempo, también es un logro importante en la investigación básica en ciencias naturales en China. Función médica Efecto antiinflamatorio La diabetes y la aterosclerosis son enfermedades inflamatorias. Los pacientes gravemente críticos, como infarto agudo de miocardio, hemorragia cerebral, sepsis, quemaduras, etc., pueden experimentar hiperglucemia por estrés incluso si no padecen diabetes. En el extranjero, 181 pacientes en estado crítico recibieron infusión de insulina intravenosa y la tasa de mortalidad se redujo en un 43%. Después de una semana, la proteína C reactiva, los factores inflamatorios y el óxido nítrico disminuyeron significativamente.
Esto muestra que la insulina puede proteger el endotelio vascular, reducir la infiltración de lípidos, inhibir la inflamación de la pared de los vasos sanguíneos y prevenir la insuficiencia orgánica. Efecto anti-arteriosclerosis El defecto del gen de la apolipoproteína E es la causa de la arteriosclerosis. Por lo tanto, la insulina bovina se puede utilizar clínicamente sin preocuparse de que la insulina agrave la aparición de aterosclerosis. Otros han realizado experimentos sobre la administración oral de insulina para tratar la aterosclerosis. Los resultados mostraron que las masas endurecidas se redujeron y el área endurecida disminuyó entre un 22% y un 37%, ya que la insulina oral fue destruida por el jugo gástrico y perdió su efecto hipoglucemiante. , la antiaterosclerosis no es lo mismo que la resistencia a la insulina. La inflamación está relacionada con la protección de las células endoteliales y no tiene nada que ver con el efecto hipoglucemiante. Agregación antiplaquetaria Las células endoteliales vasculares normales tienen un efecto antiagregación plaquetaria y generalmente no desarrollan aterosclerosis. Sin embargo, la hiperglucemia, la hiperlipidemia y la hipertensión activarán la respuesta al estrés oxidativo de las células endoteliales, dañarán el endotelio y provocarán la agregación plaquetaria. un papel en avivar las llamas. El efecto hipoglucemiante de la insulina bovina protege indirectamente a las células endoteliales. Para tratar la hiperplasia ósea, la insulina bovina puede mejorar la actividad de los osteoblastos, sintetizar fibras de colágeno y promover la absorción de aminoácidos por los huesos. La insulina bovina también puede promover la síntesis de vitamina D y la absorción de calcio, lo que es beneficioso para la formación de huesos. y es más adecuado para la diabetes. Tratamiento combinado de la osteoporosis. Tratamiento de trastornos psiquiátricos La terapia hipoglucemiante con insulina bovina se utiliza principalmente para el delirium y el delirium tremens en la psicosis tóxica, pero también es eficaz para la ansiedad, el nerviosismo y la neurastenia. Las diferentes clases de insulina bovina también tienen efectos diferentes. La insulina (bovina) se divide en tres tipos, a saber, insulina bovina de acción media y prolongada, insulina bovina de acción corta e insulina bovina de acción ultracorta que reduce específicamente el azúcar en sangre posprandial. La insulina bovina de acción media y prolongada también se denomina insulina premezclada, que se forma mezclando insulina de acción corta e insulina de acción intermedia en diferentes proporciones. Su tiempo de aparición es de 1 hora a 2 horas y su duración es de aproximadamente 12 horas. Se inyecta dos veces al día. Es adecuado para pacientes comunes con diabetes tipo 2, pero deben esperar media hora después de la inyección antes de comer. La insulina bovina de acción corta es adecuada para personas cuyo nivel de azúcar en sangre es difícil de controlar, así como para personas cuyo nivel de azúcar en sangre es particularmente alto después de las comidas. Necesitan agregar otra insulina de acción media y prolongada antes de acostarse para mantener el requerimiento de insulina basal durante la noche y mantener estable el azúcar en sangre durante la noche. Surte efecto de 20 a 30 minutos después de la inyección, dura de 4 a 6 horas y debe inyectarse de 3 a 4 veces al día. Se caracteriza por efectos rápidos, alta concentración y fuerte efecto hipoglucemiante por unidad de tiempo. Puede inyectarse por vía subcutánea, intramuscular o intravenosa. Literatura médica sobre la insulina: La insulina bovina, que está diseñada específicamente para reducir el nivel de azúcar en sangre posprandial, tiene un inicio de acción muy rápido y comienza a surtir efecto después de 10 minutos. Está diseñada específicamente para pacientes con niveles altos de azúcar en sangre posprandial y pueden comer. después de la inyección. Su duración también es más corta que la de otras insulinas, oscilando entre 1 y 2 horas. Mecanismo de acción ¿Por qué la insulina bovina tiene un efecto tan grande en los pacientes? Esto debe partir del mecanismo de acción de la insulina bovina. Regulación del metabolismo de la glucosa La insulina puede promover la captación y utilización de la glucosa por los tejidos de todo el cuerpo e inhibir la descomposición del glucógeno y la gluconeogénesis. Por lo tanto, la insulina bovina tiene el efecto de reducir el azúcar en sangre. Cuando se secreta demasiada insulina, el azúcar en sangre cae rápidamente y el tejido cerebral es el más afectado. Pueden producirse convulsiones, coma e incluso shock insulínico. Por el contrario, la secreción insuficiente de insulina o la falta de receptores de insulina a menudo conduce a un aumento del azúcar en sangre, si se excede el umbral de glucosa renal, el azúcar se excreta en la orina, causando al mismo tiempo glucosuria, debido a cambios en los componentes sanguíneos (que contienen); exceso de glucosa), también provoca hipertensión, enfermedades como la enfermedad coronaria y la enfermedad vascular de la retina. La relación entre la insulina y la diabetes. La reducción del azúcar en sangre de la insulina bovina es el resultado de múltiples efectos: (1) Promover que los portadores de la membrana celular de las células diana en los músculos, el tejido adiposo, etc., transporten la glucosa de la sangre a las células para su metabolismo. . (2) Mejorar la actividad de la fosfodiesterasa, reducir los niveles de AMPc y aumentar la concentración de GMPc mediante la modificación de la valencia, aumentando así la actividad de la glucógeno sintasa y reduciendo la actividad de la fosforilasa, acelerando la síntesis de glucógeno e inhibiendo la descomposición de glucógeno. (3) Al activar la piruvato deshidrogenasa fosfatasa, la piruvato deshidrogenasa se activa, acelerando la oxidación del piruvato a acetil-CoA y acelerando la oxidación aeróbica del azúcar. (4) Inhibir la gluconeogénesis al inhibir la síntesis de PEP carboxiquinasa y reducir las materias primas para la gluconeogénesis. (5) Inhibe la lipasa sensible a hormonas en el tejido adiposo, ralentiza la movilización de grasas y aumenta la utilización de glucosa en los tejidos. Regulación del metabolismo de las grasas Literatura médica sobre la insulina La insulina bovina puede promover la síntesis y el almacenamiento de grasas, reducir los ácidos grasos libres en la sangre e inhibir la descomposición y oxidación de las grasas.
La deficiencia de insulina puede provocar trastornos del metabolismo de las grasas, reducción del almacenamiento de grasas, aumento de la descomposición y aumento de los lípidos en sangre. Con el tiempo, puede provocar arteriosclerosis y provocar enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares graves. Se generan cuerpos cetónicos y aparecen cetonas. Regulación del metabolismo de las proteínas: por un lado, la insulina favorece la absorción de aminoácidos y la síntesis de proteínas por parte de las células y, por otro lado, inhibe la descomposición de las proteínas, lo que favorece el crecimiento. El efecto estimulante de la síntesis de proteínas de la hormona del crecimiento adenohipofisaria debe manifestarse en presencia de insulina. Por tanto, la insulina es también una de las hormonas indispensables para el crecimiento. Otras funciones: la insulina bovina puede promover que los iones de potasio y los iones de magnesio atraviesen la membrana celular y entren en las células; puede promover el ácido desoxirribonucleico (ADN), el ácido ribonucleico (ARN) y el trifosfato de adenosina.