胰岛素原转化为胰岛素途径的肤浅认识

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(2011北京高考试题)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述,正确的是( D )
A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B.沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构无关
D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
分析:胰岛素基因的一条DNA单链作为编码链编码一条多肽链,然后经过加工后成为A、B两条肽链;沸水浴加热导致蛋白质热变性,空间结构被破坏,肽链没有断裂;核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用加工才能形成胰岛素,这个加工的具体过程有点超出教学要求。
1.真核细胞中加工途径
梁红主编的《遗传学》(2010年第二版)P124,在真核细胞中,新生的多肽链是没有功能的,必须经过加工修饰后才能变成有活性的蛋白质。这些加工包括切除信号肽、氨基酸残基的化学修饰、二硫键的形成等。这些加工需要内质网和高尔基体等细胞器参与。
胰岛素原的加工过程中就是切除了分子内部的连接肽(C肽),是由专一性的蛋白水解酶的作用下完成的,这样才能表现出有活性。当然加工过程中还有二硫键的形成。
2.原核细胞中加工途径
大肠杆菌等原核生物没有高尔基体等细胞器,基因工程利用大肠杆菌合成的是胰岛素原,如何加工?
最早的时候,对于重组合成胰岛素的方法较多,多为在大肠杆菌中分别导入合成的a、b链的基因,置于半乳糖操纵子中,利用相关调控促进转录,合成两条肽链。两条肽链分别提纯,通过二硫键得到胰岛素,但是这种方式效率较低。后来改进为导入完整的胰岛素原读码框,获得了自发折叠的二硫键结构,效率明显提升。
《微生物学教程》(周德庆):1978年美国的2个实验室合作,通过基因工程使E.coli合成了人胰岛素。在实验室中将人胰岛素基因A、B链的人工合成基因分别组合到E.coli的不同质粒上,然后再移至菌体内,着种重组质粒在E.coli细胞内进行正常的复制和表达,从而使带有A、B链基因的工程菌株分别产生人胰岛素A、B链,然后再用人工的方法,在体外通过二硫键使这2条链连接成有活性的人胰岛素。
也就是说是通过人工的方法体外加工,胰岛素原转化为有活性的胰岛素。