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Diabetes - Ursachen und Behandlung

Die Insulin-Synthese

Insulin ist in mancherlei Hinsicht ein besonderes Protein. Als Protein, das aus der Zelle exportiert werden muss, wird das Polypeptid nicht an den freien Ribosomen im Cytoplasma der Zelle synthetisiert, sondern als längeres Vorläufermolekül (Präproinsulin) an Ribosomen, die am endoplasmatischen Retikulum (ER) hängen, das aus diesem Grund auch raues endoplasmatisches Retikulum (RER) heißt. Schon während der Synthese wird Insulin durch die Membranen des ER ins ER-Innere geschleust und auf diesem Weg zum ersten Mal verändert. Ein kleines Signalpeptid am Amino-Terminus des Proteins wird bei dem Transport in das ER abgeschnitten, so dass im ER nur noch das Proinsulin ankommt.

Das Proinsulin, das noch immer aus einer zusammenhängenden Polypeptidkette besteht, wandert durch den Golgi-Apparat und wird dort in Vesikel verpackt.

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Abb.1
Proinsulin

Humanes Proinsulin (PDB-Code: 2KQP). Blau: C-Petid.

Abb.2
Insulin

Humanes Insulin (PDB-Code: 3I3Z)

In diesen Vesikeln, den β-Granula, wird vom Proinsulin ein kleines, inneres C-Peptid abgespalten. Übrig bleiben zwei einzelne Ketten von 21 bzw. 30 Aminosäuren, die nur noch von zwei Disulfid-Brücken zusammengehalten werden. Das Insulin wird bis zur Exocytose in sekretorischen Vesikeln gespeichert.

Hinweis
Eine separate Animation öffnet sich durch Anklicken von (Abb. 3) .
Abb.3
Die Insulin-Synthese

Der Aufbau einer Zelle

3D-Animation: Flug durch eine Tierzelle

Präproinsulin

Die β-Zellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse synthetisieren Insulin in Form von Präproinsulin. Die Polypeptidkette ist zunächst 104 Aminosäuren lang und enthält am N-terminalen Ende ein Signalpeptid, das den Transport des Präproinsulins durch die Membran in den Innenraum des ERs1) steuert. Beim Transport wird das Signalpeptid abgespalten und die Disulfid-Brücken bilden sich aus.

Weiterführende Informationen

Detailliertere Informationen über Signalpeptide finden Sie in der Lerneinheit Proteintransport.

1)ERs: endoplasmatisches Retikulums
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