Proteina - Insulina

Plínio Augusto Souza e Thiago Augusto Sanches de Almeida

1. Proteínas em Exibição
Apresentando: A Insulina
Matéria:
Transformações Bioquímicas

Nome:
Plínio Augusto Souza
Thiago Augusto Sanches de Almeida
Professor:
Rodrigo Cunha

RA:
11043311
11050611

2. Porque Escolher a Insulina ?
Escolhemos a insulina porque achamos interessante pesquisar mais sobre a proteína
responsável pelo processo da obtenção de energia do nosso corpo através de sua
interação com a glicose.
Ao pesquisar sobre insulina, também obtivemos uma melhor consciência e
compreensão sobre os diversos tipos de Diabetes e, consequentemente, como as
prevenir e evitá-las.
Descrição da Proteína (Insulina)

A Insulina é o hormônio responsável pela redução
da glicemia (taxa de glicose no sangue), ao promover o
ingresso de glicose nas células. Esta é também
essencial no consumo de carboidratos, na síntese de
proteínas e no armazenamento de lipídios (gorduras), ela
é produzida nas ilhotas de Langerhans, células
do pâncreas endócrino (células beta) e age numa grande
parte das células do organismo como as células
presentes em músculos e no tecido adiposo.
Estrutura da insulina humana
hiperativa. A cadeia inferior (sub-
unidade A) e a cadeia superior (sub-
unidade B.)

3. Função da Proteína
Ela promove a entrada de glicose nas células para a produção de energia e
aumenta a velocidade no transporte de glicose para dentro das células musculares
e do tecido adiposo.
A insulina regula também a formação de ácidos-graxos no fígado, tendo função
catabólica na oxidação de açúcares.
Regulação de Síntese e Liberação
O gene da insulina é expresso apenas em células-B do
pâncreas (Roy et al., 2003). Quando este gene é expresso,
o RNAm chamado pro-insulina é criado. Este precursor de
insulina é apenas em cadeia polipeptídica e contém tanto
na subunidade A e na subunidade B. A subunidade A é
localizado na extremidade C-terminal enquanto a
subunidade B está localizada na parte N-terminal. A
subunidade C, que é cortada do final do produto, fora do
polipeptídeo por proteases específicas (Bowen, 1999).

Possui meia vida de 5 a 8 minutos; é depurada rapidamente
da circulação; degradada no fígado, rim e outros tecidos;
atua na liberação do GLUT2 (transportador de glicose).
Imagem da pró-insulina e insulina
após ser processado no retículo
endoplasmático. Imagem de
Bowen, 1999; permissão
pendente.

4. Descrição da Estrutura
A molécula de insulina é um polipeptídeo que possui duas cadeias A e B, ligadas por
duas pontes dissulfeto entre as cadeias, estas conectam os aminoácidos A7 ao B7 e
A20 ao B19. Uma terceira ponte dissulfeto na cadeia A liga os resíduos A6 e A11.
Existem variações na estrutura da insulina nas diferentes espécies de mamíferos,
porém as muitas substituições de aminoácidos que podem ocorrer em ambas as
cadeias acabam não afetando sua atividade biológica. Essas substituições ocorrem
mais comumente nas posições 8, 9 e 10 da cadeia A (posições não cruciais para a
atividade biológica). A estrutura covalente da insulina humana é apresentada abaixo:
O tamanho pequeno da insulina permite que ela seja ligada à outras proteínas chamadas
“receptores de insulina”.

5. Relação da Estrutura com seu Papel Biológico
A insulina é concebida para interagir com um receptor, uma vez que é um hormônio, a sua
estrutura induz uma alteração conformacional no receptor. A sua estrutura é necessária
para permitir sua ligação ao seu receptor e de induzir a mudança adequada quando
ligado. A importância desse fenômeno é observada após a descrição do receptor e sua
interação com a insulina a seguir:
O receptor de insulina nas células é um heterodímero constituído de duas subunidades,
designadas a e b ligadas por pontes dissulfeto. Ambas as subunidades são extensivamente
glicosiladas, e a remoção do ácido siálico e galactose diminuem a ligação e a ação da
insulina. A subunidade a (PM = 135.000) é inteiramente extracelular e se liga a insulina via
região rica em cisteína. A subunidade b (PM = 95.000) é a proteína transmembrânica que
desempenha a segunda função principal do receptor, isto é, sinal da transdução. A porção
citoplasmática da subunidade b tem atividade de tirosina quinase e um sítio autofosforilável.
Descrição do Receptor
Interação insulina-receptor
Quando a molécula de insulina liga-se ao seu
receptor (IRS-1) ocorre um sinal que promove a
translocação de vesículas que contém
transportadores para glicose. Estas vesículas
aumentam a população de transportadores na
superfície da célula, favorecendo assim a
regulação da entrada de glicose.

6. Diabetes mellitus
Diabetes mellitus é uma doença metabólica caracterizada por um aumento
anormal do açúcar ou glicose no sangue.A glicose é a principal fonte de energia
do organismo porém, quando em excesso, pode trazer várias complicações à
saúde como por exemplo o excesso de sono no estágio inicial, problemas de
cansaço e problemas físico-táticos em efetuar as tarefas desejadas. Quando não
tratada adequadamente, podem ocorrer complicações como Ataque
cardíaco, derrame cerebral, insuficiência renal, problemas na visão, amputação do
pé e lesões de difícil cicatrização, dentre outras complicações.
Tipos de Diabetes mellitus
- Tipo 1
Ela ocorre quando o Sistema imunitário do doente ataca as células beta do
pâncreas, ocorre a destruição das células beta do Pâncreas (mas
especificamente, das ilhotas pancreáticas), usualmente levando à deficiência
completa de insulina, já que sua produção ocorre nesse orgão.Ela é considerada
uma doença auto-imune e idiopático (causa desconhecida).

7. - Tipo 2
Tem um mecanismo fisiopatológico complexo e não completamente elucidado.
Parece haver uma diminuição na resposta dos receptores de glicose presentes
no tecido periférico à insulina, levando ao fenômeno de resistência à insulina. As
células beta do pâncreas aumentam a produção de insulina e, ao longo dos anos,
a resistência à insulina acaba por levar as células beta à exaustão causando uma
baixa ou nenhum produção de insulina.
- Outros tipos
Pode ocorrer: defeito genético nas células beta, resistência à insulina
determinada geneticamente, doenças no pâncreas causada por defeitos
hormonais, causada por compostos químicos ou fármacos, doenças infecciosas
(rubéola congênita, citamegalovírus e outros), formas incomuns de diabetes
imuno-mediadas (síndrome do "Homem Rígido", anticorpos anti-insulina e outros)
ou outras síndromes genéticas algumas vezes associadas com diabetes
(síndrome de Down; síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner, síndrome de
Wolfram, ataxia de Friedreich, coréia de Huntington, síndrome de Laurence-
Moon-Biedl, distrofia miotônica,porfiria, síndrome de Prader-Willi e outras).

8. Implicações Praticas do Conhecimento da Estrutura da
Insulina
A insulina e um medicamento essencial ao tratamento da diabetes e pode ser
produzida industrialmente de várias maneiras.A partir de pâncreas de mamíferos,
em geral boi e porco, ou a partir de microrganismos (bactérias ou leveduras)
modificados por engenharia genética. O pâncreas congelado é moído e adicionado
a uma solução alcoólica para extração da insulina. Depois de várias etapas de
filtração e evaporação do álcool, a insulina é precipitada pela adição de sal à
solução final. Após cristalização, é transformada em insulina humana por meio de
uma reação catalisada por enzimas. Em seguida, é purificada em colunas
cromatográficas para eliminar proteínas contaminantes, altamente purificada, a
insulina é então cristalizada na presença de zinco.Quando se usam bactérias ou
leveduras modificadas por engenharia genética, um precursor da insulina é obtido
inicialmente na fase de fermentação. Essa proteína precursora é coletada por
filtração, quando se usa levedura, ou através do rompimento das bactérias seguido
de centrifugação e filtração. Uma vez obtido esse precursor sofre diferentes
reações químicas e enzimáticas para sua transformação em insulina. Também
nesse caso a insulina passa por várias cromatografias visando à obtenção de um
produto altamente purificado para cristalização na presença de zinco.
Independente da origem (células de mamíferos ou de microrganismos) os cristais
de insulina são dissolvidos para a preparação de remédios de ação rápida ou
cristalizados para ter ação lenta, atendendo às diferentes necessidades
dos pacientes diabéticos.

9. REFERÊNCIAS
Fonte: http/www.grupoescolar.com/materia/pâncreas.html
Fonte:http://camilalemos.com/2009/02/09/oqueacontecequandoingerimos-carboidratos/
www.scielo.com.br
GUYTON, HALL, Arthur C, John E.: Tratado de Fisiologia Médica.
Fonte: http://www.virtual.epm.br/material/tis/currbio/trab2000/insulina/principal.htm
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/diabetes/insulina-3.php
Fonte: http://www.anovademocracia.com.br/no-2/1390-relato-de-um-profissional-na-
china
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Diabetes_mellitus
Davidson College:
http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2010/Holzwarth/Insulin.
html
Bowen R. Insulin Synthesis and Secretion. June 15, 1999.
Heilbrunn L., Ashton F., Feldherr C., Wilson W. The Action of Insulin on Cells and
Protoplasm. Biological Bulletin 115. 459-470 (Dec., 1958).