胰岛素作用原理的研究——Ⅷ.人胎盘细胞膜胰岛素受体

详细地研究了人胎盘细胞膜胰岛素受体的性质,进一步证实人胎盘细胞膜含有丰富的与胰岛素典型靶细胞上类似的胰岛素受体。     

胰岛素受体抗体的产生及其初步鉴定

六年前Kahn等报道了在严重抗胰岛素型的特殊的糖尿病患者(称B型)的血清中,存在有胰岛素受体的抗体。这种抗体可以抑制胰岛素与其受体的结合,并且有类似胰岛素的生物活性,如促进葡萄糖的氧化、抑制脂肪的分解等。这一发现,对于糖尿病的临床和胰岛素受体的研究都是很重要的。从那以后,人们尝试通过免疫动物的方法获得胰岛素受体的抗体。但迄今,无论是用含胰岛素受体的细胞膜或用纯化的胰岛素受体免疫动物,所获得的胰岛素受体的抗体,都只能模仿胰岛素的生物活性,而不能象从糖尿病患者(B型)中获得的胰岛素受体的抗体那样抑制胰岛素与其受体的结合。人胎盘细胞膜含有比胰岛素典型靶细胞更丰富的胰岛素受体。本文用人胎盘细胞膜免疫家兔获得了人胎盘细胞膜蛋白的抗体,并对其中的胰岛素受体的抗体进行了初步鉴定。     

一些(糖)蛋白对胰岛素和其受体结合的影响——胰岛素和非受体蛋白结合的可能性

前文曾报道若干外源凝集素和糖苷对~(125)I-标记胰岛素和其受体结合有影响,并认为在胰岛素受体分子表面可能存在能与伴刀豆球蛋白A等外源凝集素专一结合的糖基(如甘露糖基),而且这些糖基可能参与了和胰岛素的结合。我们也曾观察到牛血清白蛋白存在时,标记胰岛素的凝胶过滤图谱中可出现两个放射活性峰,犹如胰岛素和其受体结合的图谱。为了进一步探讨胰岛素和其受体相互作用的原理,以及牛血清白蛋白中是何种组分和胰岛素结合,本文研究了一些糖蛋白和不含糖基的蛋白对标记胰岛素和人胎盘细胞膜结合的影响;并用高纯度的人胎盘白蛋白代替牛血清白蛋白作保护剂观察标记胰岛素的凝胶过滤行为。人胎盘细胞膜的制备按前文报道。~(125)I-胰岛素的制备见前文。结合实验按前文,37℃保温30分钟后迅速置冰水浴中冷却,4℃保温24小时。表1是一些糖蛋白和不含糖基的蛋白对标记胰岛素和人胎盘细胞膜结合的影响。在     

小鼠抗人胰岛素受体单克隆抗体的制备、纯化及鉴定

 M11D杂交瘤细胞株是由人胎盘细胞膜纯化所得胰岛素受体免疫BALB/C小鼠后,取其脾细胞与同系小鼠骨髓瘤细胞株NS-1细胞融合所得。该杂交瘤细胞分泌的抗体经ELISA及放射免疫沉淀法证实为胰岛素受体特异的单克隆抗体。该抗体经Protein A-Sepharose亲和层析分离、纯化,SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳鉴定得分子量分别为53000及23000的两条区带,免疫双扩证明为IgGl。该抗体特异地沉淀125Ⅰ-人胎盘细胞膜胰岛素受体,沉淀经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳后放射自显影得分子量为135000的特异显影带,与胰岛素受体α亚基分子量相同,说明M11D为抗胰岛素受体α亚基的单克隆抗体。     

[B2-Lys]-胰岛素的制备与性质

本文报道了用化学半合成途径从天然猪胰岛素制备[B2-Lys]-胰岛素的过程。人胎盘细胞膜胰岛素受体结合试验表明:[B2-Lys]-胰岛素的受体结合能力只有天然胰岛素的80％,降兔血糖作用与时间关系的结果表明它没有长效作用。本文还对这些结果进行了讨论。     

糖及其衍生物对胰岛素与其受体相互作用的影响

Cuatrecasas报道除去细胞表面的神经氨酸并不影响被处理细胞与胰岛素的结合能力,但继神经氨酸后再除去半乳糖,就使被处理细胞与胰岛素的结合能力降低。前文报道若干外源凝集素对胰岛素与其受体相互作用的影响,推测胰岛素受体分子上与胰岛素结合部位或其附近存在着甘露糖或葡萄糖。Kazten曾研究了一些糖类或其衍生物对胰岛素和其受体结合的影响,但结论似乎不很明确。本文报告若干单糖、低聚糖及糖苷对胰岛素与人胎盘细胞膜胰岛素受体相互作用的影响。     

B29-ε-氨基取代的胰岛素衍生物的制备及其受体结合能力

本文报道了B 29-8-氨基取代的胰岛素衍生物的制备和它们与人胎盘细胞膜胰岛素受体的结合能力。结果表明:B29-侧链氨基对受体的结合活力是重要的。脑啡肽与胰岛素以1:1分子比偶联后,降低了两种激素的生物活力,而降低的程度取决于两者的偶联方式。     

B29-ε-氨基取代的胰岛素衍生物的制备及其受体结合能力

本文报道了B29-ε-氨基取代的胰岛素衍生物的制备和它们与人胎盘细胞膜胰岛素受体的结合能力。结果表明:B29-侧链氨基对受体的结合活力是重要的。脑啡肽与胰岛素以1:1分子比偶联后,降低了两种激素的生物活力,而降低的程度取决于两者的偶联方式。     

鹅胰岛素的免疫交叉反应性、与受体的结合能力及生物活性

本文测定了结晶鹅胰岛素的免疫交叉反应性、与受体的结合能力及生物活性。鹅胰岛素能与豚鼠抗猪胰岛素血清反应,经放射免疫测定,它的交叉反应性是猪胰岛素的38.5%。用人胎盘细胞膜胰岛素受体与鹅胰岛素进行结合实验,鹅胰岛素与胰岛素受体的结合能力是猪胰岛素的56.4%。小白鼠惊厥法测出其生物活力是26.8I.U/毫克。     

去B链羧端九肽胰岛素的制备和性质

去B链C端八肽胰岛素(DOI)经羧肽酶B作用除去B_(22)-精氨酸,产物经SP-SephadexC25分离以后得到电泳均一的去B链C端九肽胰岛素(DNI)。从CD光谱可以看出,在水溶液中DNI的构象比DOI更松散。DNI与人胎盘细胞膜胰岛素受体的结合能力很低,但却比DOI高一些。     

[B3—Lys]—胰岛素的研究：受体结合及生物活性

本文用＾１２５Ｉ－［Ｂ３－Ｌｙｓ］－胰岛素和＾１２５Ｉ－胰岛素研究了［Ｂ３－Ｌｙｓ］－胰岛素和胰岛素与人胎盘细胞膜胰岛素受体结合物性并进行了比较。实验结果表明［Ｂ３－Ｌｙｓ］－胰岛素与ＨＰＭ胰岛素受体结合能力比天然猪胰岛素高。由竞争取代曲线得到的［Ｂ３－Ｌｙｓ］－胰岛素和猪胰岛素的ＩＣ（５０）值分另为０．６５和１．１１ｎｍｏｌ／Ｌ。经Ｓｃａｔｃｈａｒｄ分别得出［Ｂ３－Ｌｙｓ］－胰岛素与ＨＰＭ胰岛素     

高受体结合和低免疫原性的［B1—Ala，B2—Ala］－胰岛素

通过化学半合成从天然猪胰岛素得到［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］胰岛素。这一胰岛素类似物经聚丙烯酰胺凝胶电泳和ＨＰＬＣ鉴定证明是均一的,氨基酸组成与理论值相符生物活性测定结果表明：［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素的体内活力与天然猪胰岛素相同,而与人胎盘细胞膜胰岛素受体的结合能力为天然猪胰岛素的１３２％。这一结果进一步说明胰岛素Ｂ链Ｎ端肽段参子与受体相互作用。此外,［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素的免疫活性很低,远小于天然猪胰岛素的４％。     

［B1－Ala，B2－Ala］－胰岛素：受体结合特性及生物活力研究

本文报道了［Ｂ１～Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素与人胎盘细胞膜胰岛素受体结合的特性和体外生物活力,并与胰岛素进行比较。在３７℃和杆菌肽存在下,１２５Ｉ－［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素和１２５Ｉ－胰岛素与人胎盘细胞膜作用依赖于反应时间,反应６分钟到达平衡,此时,［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素和胰岛素与胰岛素受体的最大结合分别为每毫克膜蛋白结合６．４４ｆｍｏｌ和３．４７ｆｍｏｌ：达到平衡一半所需时间（Ｔ１／２）分别为１９秒和２５秒。用１２５Ｉ－［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素作为放射配体进行竞争性结合研究,从ＩＣ（５０）得［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］胰岛素的受体结合活力为胰岛素的１３９．６％。Ｓｃａｔｏｈａｒｄ分析求得;［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素与高亲和和低亲和结合位点的结合常数在４℃时分别为５．８８×１０８Ｌ／ｍｏｌ和７．６３×１０５Ｌ／ｍｏｌ,而胰岛素分别为４．８３×１０８Ｌ／ｍｏｌ和３．３９×１０５Ｌ／ｍｏｌ。促脂肪细胞生成脂的实验表明：［Ｂ１－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素的活力为胰岛素的１３０％。     

大鼠脊髓细胞膜胰岛素受体的结合特性

大鼠脊髓细胞膜胰岛素受体的结合特性朱尚权,徐明华,张新堂,叶莺（中国科学院上海生物化学研究所,２０００３１）姜新建,林淑琼（上海市第一人民医院康复科,２０００８５）关键词胰岛素受体,脊髓细胞膜免疫组织化学、放射免疫自显影和放射受体测定技术已证明脑各区...     

糖尿病大鼠肝细胞膜胰岛素受体的变化及机制探讨

本文采用受体的放射配体分析法,观察链佐霉素（ＳＴＺ）糖尿病大鼠肝细胞膜胰岛素受体的变化,并用核酸杂交方法对ＳＴＺ大鼠肝组织胰岛素受体变化的机制进行探讨。主要结果如下,Ｗｉｓｔａｒ大鼠在腹腔注射ＳＴＺ后２周,血糖升高,血清胰岛素水平降低,肝细胞膜胰岛素受体数目增加,与正常对照组相比增加了１５５．６％,而受体结合的亲和力下降。用斑点杂交方法观察到,ＳＴＺ注射２周后,大鼠肝组织胰岛素受体ｍＲＮＡ含量明显增加,而补充胰岛素后,受体ｍＲＮＡ含量基本恢复正常。提示ＳＴＺ大鼠肝细胞膜胰岛素受体数目增加的原因,可能主要是低胰岛素血症引起肝组织胰岛素受体ｍＲＮＡ表达水平增加,而补充胰岛素可使其恢复正常。从而进一步证明,血清胰岛素水平在ＳＴＺ糖尿病大鼠肝细胞膜胰岛素受体的变化中具有重要作用。     

高受体结合和低免疫原性的[Bl—Ala,B2—Ala]—胰岛素

通过化学半合成从天然猪胰岛素得到［Ｂｌ－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素,这一胰岛素类似物经聚丙烯酰胺凝胶电泳和ＨＰＬＣ鉴定证明是均一的,氨基酸组成与理论值相符,生物活性测定结果表明：［Ｂｌ－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ］－胰岛素的体内活力与天然猪胰岛素相同,而与人胎盘细胞膜胰岛素受的结合能力为天然猪胰岛素的１３２％。这一结果进一步说明胰岛素Ｂ链Ｎ端肽段参予与受体相互作用,此外,［Ｂｌ－Ａｌａ,Ｂ２－Ａｌａ     

胰岛素受体的研究进展

胰岛素受体是靶细胞膜表面固有的糖蛋白、由两个α亚单位和两个β亚单位组成、亚单位间由二硫键连结的大分子物质。其中α亚单位为结合亚单位,β亚单位为效应/调质亚单位。胰岛素与受体结合后引起β亚单位磷酸化,可能是胰岛素发挥一系列生理功能的早期现象。受体与胰岛素结合后一起内移,在细胞内分别以不同途径代谢。激素-受体复合物的内移及受体降解使细胞表面受体数减少,这是胰岛素对受体数进行减数调节的原因。     

β-TC3细胞膜与胰岛素受体结合G蛋白的鉴定

目的:用免疫共沉淀的方法检测β-TC3(小鼠胰岛β细胞瘤细胞)细胞膜中与胰岛素受体结合的G蛋白.方法:提取β-TC3细胞膜蛋白,通过免疫共沉淀及蛋白质印迹的方法,检测G蛋白α及β亚基的表达.结果:抗胰岛素受体抗体沉淀胰岛素受体结合的G蛋白复合物后,分别用抗胰岛素受体抗体、抗G蛋白α亚基抗体及抗G蛋白β亚基抗体,检测到胰岛素受体、G蛋白α亚基及G蛋白β亚基的表达.结论:在β-TC3细胞膜中,胰岛素受体与G蛋白共存,G蛋白α亚基及β亚基与胰岛素受体可能存在直接的相互作用.     

胰岛素受体家族的结构与功能研究

胰岛素（insulin）与胰岛素样生长因子-1（IGF-1）分别是由胰岛β细胞和肝细胞分泌的 多肽类激素.它们通过结合并激活位于细胞膜上的受体酪氨酸激酶(RTKs),发挥重要的生理作用. 作为起始信号传导的第一步,胰岛素与IGF-1是如何与各自受体的膜外区域（ectodomain） 结合并进一步激活受体的细胞膜内酪氨酸激酶活性一直属于科学研究的关键基础问题.本文 概述了胰岛素受体家族（IR和IGF-1R）及其配体的结构与功能的特点和关系,并重点介绍 了近年来国内外在胰岛素受体家族复合体结构和功能上的研究手段和取得的突破性进展.     

铬与胰岛素敏感性

铬可以提高动物机体组织对胰岛素的敏感性,但对其具体作用机制直到最近才有了较深入的认识.铬在吸收后主要由转铁蛋白运输.血液胰岛素水平升高可以促进转铁蛋白受体从细胞内的小泡中移位到细胞膜上.携带铬的转铁蛋白与细胞膜表面的转铁蛋白受体发生结合,通过内吞作用将铬转运到细胞内.在细胞内,内吞小泡中的酸性环境可使铬从转铁蛋白中释放,4个三价铬离子与apochromodulin形成有活性的holochromodulin. Holochromodulin 除了可与胰岛素和/或胰岛素受体直接结合起作用外,还可以通过激活AMPK激酶来降低细胞膜胆固醇含量,改善细胞骨架功能,促进GLUT4移位,然后又通过激活p38MAPK激酶增强GLUT4的内在活性,从而促进葡萄糖吸收.但其具体分子机制仍不完全清楚.本文就铬在提高动物机体组织对胰岛素的敏感性的作用机制问题进行综述.