胰岛素的基因结构
胰岛素有典型的真核基因转录启动子顺序,如TATAAAG处于转录 起始部位上游约22一24bp处。也有典型的转录终止信号及多聚腺苷酸 的信号AATAAA。
该基因先转录 成mRNA, 然 后按此 mRNA 为模板, 翻译
合成整个肽链 — 前胰岛素原
它是胰岛素的前 体,人的胰岛素 原由86个氨基酸 组成。在谷胱甘 肽—胰岛素转氢 酶的作用下,被 分解成A和B两条 链.
胰岛素的基因结构
一、胰岛素基因组DNA结构 二、胰岛素基因的多态性 三、糖尿病患者胰岛素基因的异常 四、基因治疗的可能途径
一、胰岛素基因组DNA结构
人胰岛素基因组 DNA 是单一拷贝型的 基因,位于第11号 染色体的短臂上 (11P15)
在基因的转录与翻译区有三个外显子和二个内含子,除第一个外显 子实际上并不翻译多肽以外,第二及第三外显子都是胰岛素的主要肽链 编码区。外显子二中是前边的信号肽,B链肽及部分C肽的编码区,外 显子三包括有另一部分C肽与A肽的编码,另外还有一部分为不翻译区。
多态性
2.A肽 与B肽 中核苷 酸的不
同
不同动物的胰岛素都是由一个A肽和 一个B肽组成,但其一级结构有不同 程度的差异。
人与几种哺乳动物的胰岛素分子的氨基酸差异
胰岛素来源
氨基酸排列顺序的差异
A8
A9
A10
B30
人 猪 牛 狗 山羊
Thr (苏 ) Thr (苏 ) Ala (丙 ) Thr (苏 ) Ala (丙 )
四、基因治疗的途径
1.胰岛素原基因的转移和表达
2.HLA一l型抗原表达的抑制
3.胰岛素受体基因因的转移
Ser(丝 ) Ser(丝 ) Ser(丝 ) Ser(丝 ) Gly(甘 )
Ile(异亮 ) Ile(异亮 ) Val(缬 ) Ile(异亮 ) Val(缬 )
Thr (苏 ) Ala (丙 ) Ala (丙 ) Ala (丙 ) Ala (丙 )
马 象 抹香鲸 兔
Ala (丙 ) Thr (苏 ) Thr (苏 ) Thr (苏 )
三、糖尿病患者胰岛素基因的异常
5’末端插入顺序的异常
Ⅰ型糖尿病患者胰岛素基因结构的分析证 明,其插入顺序出现的机率远大于非I型糖尿 病糖尿病患者。认为胰岛素基因5'端插入顺序 的出现是I型糖尿病患者的分子病理基础。
非编码区的突变
前胰岛素原分子中某些氨基酸的改 变,可以导致胰岛素原分解及其结构异 常,如C肽与A肽之间,C肽与B肽之间 某些氨基酸的突变影响胰岛素原分解为 A肽、B肽的速率。
Number of Tandem Repeats,
插入片段的核昔V酸NT序R )列又称分小析卫表星D明NA,不论 长短,都含一类高度(DM保NinA守i小sa的序tel列l1ite,4D至为N11A0)5到,个几是核百一核种昔苷重酸复, 酸的顺序,即ACAG拷G贝G数G1T0G一T1G00G0不G等G。;其重 复出现的频率很高。
Gly(甘 ) Gly(甘 ) Ser(丝 ) Ser(丝 )
Val(缬 ) Val(缬 ) Ile(异亮 ) Ile(异亮 )
Ala (丙 ) Thr (苏 ) Ala (丙 ) Ser (丝 )
多态性
3.非 编码区 的突变
这类核苷酸的突变发现较多。其位置 有些在内含子序列中,也有的在基因 两端的非翻译区,但都与胰岛素基因 的表达无关。 但1985年Shibasaki等报导,胰岛素 基因的突变发生在C肽与A肽的交界处, 使交界处的一个氨基酸一精氨酸被碱 性氨基酸一组氨酸所取代,影响到胰 岛素原分子中C肽的降解,因而出现 了高胰岛素原血症。
胰岛素由A、B两个肽链 组成人胰岛素(Insulin
Human) A链有11种21个氨基酸, B链有15种30个氨基酸, 共16种51个氨基酸组成 。
二、胰岛素基因的多态性
多态性
1.
游363bp处,有插入序列
插入顺序的长短,其变化范围很大,但 据其长度可以分成几类,短的小于600bp, 中等的在1320bp左右最长的可达1600一 2200bp之间。中等长度的插入顺序较为少 见,因此也可将其分为600bp以下和 1600bp以上两大类。数目可变串联重复序列(Variable