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Insulina |
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Molecola del mese di febbraio 2001 L'insulina è un ormone che aiuta a controllare il livello di glucosio nel sangue  Introduzione
Le nostre cellule comunicano usando una specie di sistema postale molecolare: il sangue è il servizio postale e gli ormoni sono le lettere. L'insulina è uno degli ormoni più importanti, porta messaggi che descrivono la quantità di zucchero disponibile in ogni momento nel sangue. L'insulina è sintetizzata nelle cellule endocrine del pancreas e viene aggiunta al sangue dopo i pasti quando i livelli di zucchero aumentano. Questo segnale si diffonde in tutto il corpo: ai muscoli, al fegato e alle cellule adipose. L'insulina si lega a speciali recettori per l'isulina (mdm2/2015) sulla superficie delle cellule in questi organi e li induce a prendere il glucosio dal sangue per utilizzarlo nella produzione di energia, per immagazzinarlo sotto forma di glicogeno o di grasso. Avvolgere proteine piccole L'insulina è una proteina piccola e questo la rende un messaggero più efficiente perchè si può muovere rapidamente attraverso il sangue e si può legare facilmente ai recettori sulla superficie delle cellule. Le proteine così piccole, però, pongono un problema alle cellule: è difficile farle avvolgere in una struttura tridimensionale stabile. Le cellule risolvono questo problema sintetizzando una catena proteica più lunga, chiamata proinsulina, mostrata qui sotto (file PDB 2kqp), che si può avvolgere per assumere la struttura corretta stabilizzata da tre ponti disolfuro. Poi il pezzo addizionale (giallo) viene tagliato via, lasciando due piccole catene avvolte nel modo voluto. Queste due catene sono evidenziate in azzurro e verde sia nella figura qui sopra dell'insulina umana matura (file PDB 3i3z) che nella figura qui sotto della proinsulina umana. I tre ponti disolfuro sono evidenziati con gli atomi di zolfo rappresentati con piccole sfere gialle. . .  Diabete mellito Quando la funzione dell'insulina è compromessa da un danno al pancreas o dall'invecchiamento, i livelli di glucosio nel sangue salgono pericolosamente, conducendo al diabete mellito. Per le persone totalmente prive di insulina, come i bambini che sviluppano il diabete nei primi anni di vita a causa di una autoimmunità o di un difetto genetico (diabete di tipo 1), questo può essere davvero pericoloso. Alti livelli di glucosio portano alla disidratazione, perchè il corpo tenta di eliminare lo zucchero in eccesso con l'urina, e a pericolose variazioni del pH del sangue, perchè il corpo utilizza i grassi per produrre energia. Il diabete mellito ha anche gravi effetti a lungo termine. È una delle più diffuse malattie croniche del mondo industrializzato. Bassi livelli di insulina e minore sensibilità delle cellule all'insulina, che si possono generare con l'invecchiamento, favoriscono alti livelli di zucchero nel sangue per lunghi periodi di tempo (diabete di tipo 2). Quindi le molecole di zucchero si legano alle proteine in tutto il corpo, compromettendo la loro funzione, inoltre si formano nuovi zuccheri, derivati del glucosio, che ostacolano la funzione cellulare.  Terapia
con insulina Il diabete mellito può essere trattato rimpiazzando, con una iniezione, l'insulina mancante nel sangue. Naturalmente, serve una fonte abbondante di insulina da utilizzare per questa terapia. Per fortuna, l'insulina di maiale (illustrata qui a fianco a sinistra, file PDB 4ins) differisce dall'insulina umana (qui a fianco a destra, file PDB 2hiu) per un solo amminoacido: una treonina alla fine della catena dell'insulina umana è sostituita da una alanina nell'insulina di maiale. Anche l'insulina bovina è molto simile, dato che differisce in tre sole posizioni. A causa della loro forte somiglianza con la nostra, l'insulina di maiale e quella bovina vengono riconosciute dalle nostre cellule e sono state usate nella terapia. Oggi, però, l'insulina umana viene sintetizzata con le biotecnologie, usando batteri geneticamente modificati per produrre un'insulina esattamente identica alla nostra.
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Esplorando
la struttura 
Bibliografia