Przekształcenie proinsuliny

Proinsulina ulega przekształceniu przez odłączenie peptydu C i aminokwasów, stanowiących dwupeptydowe połączenie łańcucha C z łańcuchami A i B, w wyniku kolejnego działania enzymów trypsynopodobnych i B-karboksypeptydazopodobnych (określanych wspólnym mianem enzymów konwertujących). Proces ten odbywa się równolegle z jej transportem przez układ zbiorników siateczki śródplazmatycznej i formowaniem ziarnistości w aparacie Golgiego. Okres półtrwania tego procesu wynosi 60 min. Prawdopodobnie postępuje on jeszcze w ciągu najbliższych godzin wraz z „dojrzewaniem” ziarnistości, które ostatecznie zawierają obok siebie ekwimolarne ilości insuliny i peptydu C. Dokładniejsze prześledzenie konwersji proinsuliny w insuliną wykazało, że w pierwszej kolejności zostaje przerwane połączenie peptydu C z łańcuchem A, czemu towarzyszy uwolnienie 1 cząsteczki lizyny i 1 cząsteczki argininy. W ten sposób powstaje tzw. I produkt pośredni (zwany także proinsuliną „B— —C”). Rozbicie połączenia peptydu C z łańcuchem B i uwolnienie 2 cząsteczek argininy następuje w późniejszej fazie. Jeżeli jednak z jakichś względów to właśnie miejsce zostanie zaatakowane wcześniej przez enzymy trypsynopodobne i B-karboksypeptydazopodobne, powstaje (rzadziej) tzw. II produkt pośredni (proinsuliną „A—C”). Ponieważ enzymy B-karboksypeptydazopodobne, katalizujące usunięcie z cząsteczki insuliny łączników dwupeptydowych, włączają się dopiero po proteolitycznym rozbiciu wiązania tych ostatnich z peptydem C, przejściowymi produktami konwersji proinsuliny do insuliny są też cząsteczki insuliny zawierające jedną lub dwie reszty argininowe (mono- i diarginyloinsulina). Podczas ekstrahowania insuliny z trzustki do preparatów stosowanych w lecznictwie przechodzą wraz z tym hormonem także pewne ilości proinsuliny i opisanych wyżej produktów pośrednich oraz insuliny mono- i diarginylowej. Można je usunąć drogą chromatografii kolumnowej i takie preparaty insuliny określa się mianem insulin wysoko oczyszczonych. Prawidłowy skład dwupeptydów łączących peptyd C z łańcuchami A i B ma zasadnicze znaczenie dla normalnego przebiegu konwersji proinsuliny w insulinę. W razie mutacji genu insulinowego, determinującej zmianę składu jednego lub drugiego łącznika, miejsca te nie poddają się działaniu enzymów konwertujących, w rezultacie czego we krwi (i w tkankach) gromadzi się w nadmiarze proinsuliną rozcięta tylko po< jednej stronie peptydu C. Opisano 2 rodziny, w których tego typu hiperproinsulinemia jest przekazywana jako autosomalna cecha dominująca: w jednej we krwi występuje proinsuliną ,,B—C", w drugiej — proinsuliną „A—C". Cukrzycę stwierdzono tylko w tej ostatniej rodzinie, co przemawia za tym, że oddzielenie łańcucha A od peptydu C odkrywa w tym pierwszym biologicznie czynne grupy insuliny. Aczkolwiek zasadniczym miejscem konwersji proinsuliny do insuliny są komórki B wysp trzustkowych, to jednak przypuszcza się, że proces ten może zachodzić także poza trzustką, głównie w wątrobie. Za tą hipotezą przemawia różnica biologicznego działania proinsuliny in vitro oraz in vivo. Aktywność biologiczna proinsuliny jest w ogóle mała, a badana w sposób standardowy na tkance tłuszczowej i tkance mięśniowej wynosi zaledwie kilka (2—5) procent biologicznego działania insuliny. Chodzi tu o bezpośrednie działanie proinsuliny, która w warunkach doświadczenia in vitro nie ulega przekształceniu do insuliny. Natomiast in vivo proinsuliną działa silniej. Wstrzyknięta dożylnie zwierzętom i ludziom powoduje zmniejszenie glikemii i chociaż siła jej działania hipoglikemizującego stanowi zaledwe 10—15% analogicznego działania insuliny (w stosunku molarnym), to efekt ten trwa na ogół dłużej.