胰岛素的基因结构

胰岛素的基因结构

二、胰岛素基因的多态性一、胰岛素基因组DNA结构三、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。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．胰岛素由A、B两个肽链组成人胰岛素(InsulinHuman)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1.5’端上游的插入顺序多态性胰岛素基因上游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。插入片段的核昔酸序列分析表明，不论长短，都含一类高度保守的14至15个核昔酸的顺序，即ACAGGGGTGTGGGG；其重复出现的频率很高。数目可变串联重复序列(VariableNumberofTandemRepeats，VNTR)又称小卫星DNA(MinisatelliteDNA)，是一种重复DNA小序列，为10到几百核苷酸，拷贝数10一1000不等。2.A肽与B肽中核苷酸的不同多态性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A8A9A10B30人Thr（苏）Ser（丝）Ile（异亮）Thr（苏）猪Thr（苏）Ser（丝）Ile（异亮）Ala（丙）牛Ala（丙）Ser（丝）Val（缬）Ala（丙）狗Thr（苏）Ser（丝）Ile（异亮）Ala（丙）山羊Ala（丙）Gly（甘）Val（缬）Ala（丙）马Ala（丙）Gly（甘）Val（缬）Ala（丙）象Thr（苏）Gly（甘）Val（缬）Thr（苏）抹香鲸Thr（苏）Ser（丝）Ile（异亮）Ala（丙）兔Thr（苏）Ser（丝）Ile（异亮）Ser（丝）3．非编码区的突变

多态性

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。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