Insulin

Insulin ist ein Peptidhormon aus zwei Polypeptidketten mit insgesamt 51 Aminosäuren (5.8 kDa): der A-Kette mit 21 Resten und der B-Kette mit 30 Resten, verbunden durch zwei intermolekulare Disulfidbrücken (A7-B7 und A20-B19) und eine intramolekulare Disulfidbrücke (A6-A11). Es wird von den β-Zellen der Langerhans-Inseln des Pankreas als Reaktion auf den postprandialen Blutzuckeranstieg sezerniert, und zwar zweiphasig (schnelle Freisetzung von Vorräten, dann langsame Neusynthese).

Biosynthese. Insulin wird als Präproinsulin (110 aa) im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert, zu Proinsulin (86 aa, B-Kette + verbindendes C-Peptid + A-Kette) gespalten und anschließend in den sekretorischen Granula durch die Proprotein-Konvertasen PC1/3 und PC2 sowie die Carboxypeptidase E zu reifem Insulin + C-Peptid (31 aa) prozessiert. Es wird als hexamere kristalline Form gespeichert, die 2 Zn²⁺-Ionen koordiniert, und dann durch Exozytose freigesetzt.

Wirkmechanismus. Insulin bindet an den Insulinrezeptor (IR, transmembranäre Tyrosinkinase α₂β₂) und induziert Autophosphorylierung und Aktivierung der Substrate IRS-1/2/4 → PI3K/AKT (GLUT4-Translokation, Glykogensynthese über GSK3, Proteinsynthese über mTOR, Hemmung der Lipolyse), Ras/MAPK (mitogene Wirkungen). Insulin existiert in mehreren therapeutischen Analoga: schnell wirksam (Lispro, Aspart, Glulisin), intermediär (NPH), lang wirksam (Glargin, Detemir, Degludec), mit C-terminalen Modifikationen und Acylierung zur Modulation der PK.

Referenz und Forschung. Von Banting und Best entdeckt (1921), war Insulin das erste therapeutische Peptidhormon (1922) und das erste vollständig sequenzierte (Sanger 1955, Nobelpreis 1958). Es bleibt eine wichtige strukturelle Referenz in der Peptidpharmakologie, insbesondere für die Techniken SPPS, native chemische Ligation (NCL) und rekombinante Herstellung (E. coli, Hefe). In der Forschung dient es als Positivkontrolle, als Substrat für IR-Assays und als Referenz für die Entwicklung hybrider Glukagon/GLP-1/Insulin-Analoga (Co-Agonisten).