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主题：【原创】胰岛素传奇 -- 爱莲
家园 【原创】胰岛素传奇 水道长开讲糖尿病，我来聊聊胰岛素。
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1. 甜味的尿
3上.加拿大医生都是白求恩
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谁都知道，胰岛素是公认的治疗糖尿病的良药，可糖尿病的发生，也正是由于人体内胰岛素的异常所造成的。好是胰岛素，坏也是胰岛素，颇有些“成也萧何败也萧何”的意思！
胰岛素是一个相当简单的蛋白质分子，只有五十一个氨基酸，单体的分子量还不到六千。
如此简单的一个蛋白质分子，人们对它研究了近百年，花掉的银子无数，发表的文章成山，对它的来龙去脉却依然是一知半解的。时至今日，可以毫不夸张地说，胰岛素拥有最多的“蛋白质之最：”
最早用来治病的蛋白质
最早测定出序列的蛋白质
最早人工合成出来的蛋白质(有中国老一辈科学家的功劳，有的说是与两弹一星并列的成果)
最早用基因工程方法生产的蛋白质药物
使用得最多的蛋白质药物
使用的突变体最多的蛋白质药物
剂型最多的蛋白质药物
得诺贝尔奖最多的蛋白质
关于胰岛素的研究，有许多传奇故事，从这些故事中，我们不仅能够认识胰岛素的庐山真面目，更能体会到什么叫“学海无涯苦作舟！”
在介绍胰岛素之前，让我们先认识一下糖尿病。
本帖一共被 4 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】胰岛素传奇（4）： 灵丹妙药 ~~~~~~~~~
我这个坑有好久没填了，因为家里出了些事情，给耽误了。事情是这样的，说出来不怕大家笑话。我的大妹子是有名的能干、贤惠，还烧得一手好菜，可最近不知道咋整的，两口子在家里掐起脖子来，她可是个教授啊！
外链图片需谨慎，可能会被源头改其实教授打架并不稀奇，上回说的发明胰岛素的班廷和柯利普，这两位诺贝尔奖获得者都打过，还是在实验室里打的，并且打得很刺激。据资料记载，当时的情景是，班廷坐到了柯利普的身上，并卡着柯利普的脖子……。
他们为什么大打出手的呢？
起因于柯利普的能干，和一点点小小的企图。客观地说，柯利普在胰岛素的发现过程中，起了非常关键的作用。起初，班廷和贝斯特所得到的只是粗提物，注射到一个叫汤姆逊14岁的男孩身上后，虽然观察到了够降血糖的作用，但那个可怜的孩子的病情不仅没有得到改善，反而加重了。原因是注射物的杂质太多，毒副作用太大。而六个星期后，当汤姆逊再次注射了柯利普提纯的胰岛素之后，奇迹发生了，他的血糖在24小时内从520mg/dl降到了120mg/dl的正常水平，病情得到了明显的改善，体重也迅速恢复。
当时， 是柯利普，而不是班廷，手中握有分离具有治疗价值的胰岛素的秘方。如果柯利普将他的提纯方法拿出来与班廷他们分享也就没事了，可他却偏偏捏在手里不肯拿出来。在班廷眼里，他似乎有独吞成果的意思。这哪成，这不是让班廷白忙乎嘛，他怎么会答应呢！
一个要争，一个不肯拿出来，协商豪无结果，只有武力解决了。这跟历朝历代国家之间解决冲突并无两样。当时出版的一幅叫做“发现胰岛素”的漫画，画的就是班廷坐在柯利普的身上，卡着柯利普的脖子的情景，可惜那张画失传了。
武力并没有解决问题，最后在麦克劳德的协调下，他们之间的瓜葛暂时得到了平息。自那以后，班廷便对柯利普彻底失去了信任，不让他参与。后来尽管他俩与麦克劳得、贝斯特四个人后来平分了1923年的诺贝尔奖奖金，但关于谁做了什么、谁的贡献大的皮一值扯到20年，直到班廷因为飞机失事不幸丧生为止。
在班廷他们发明胰岛素之前，对于糖尿病只有一种节食疗法，可以缓解病情，但起不到治疗作用。那是没有办法的办法，不得以而为之。因为吃了食物便会导致血糖升高，限制食物的摄入便能限制血糖浓度，起到缓解病情的作用。当时的纽约州州长的女儿也患了糖尿病，她虽然贵为州长家的千金，小小的年纪也不得不接受那种“恶梦”般的治疗。所幸的是，这种饥饿疗法将她的生命延续到了胰岛素发明的那一天。在她接受了胰岛素注射之后，体重由原先不可思议的45磅逐渐恢复正常，并过上了正常人的生活，一直活到60岁。她的一生大约注射了4万3千枝胰岛素，堪称医学史上的奇迹。
毫无疑问，治疗糖尿病，胰岛素有奇效。八十多年来，胰岛素拯救了成百上千万人的性命。那么，胰岛素在人体内究竟起了什么作用呢？
胰岛素最重要的功能是调节糖代谢。除此之外，胰岛素还是合成代谢的重要激素，在调节机体糖、脂肪、蛋白质等能量物质代谢上发挥着重要作用，具体表现为：
1. 调节和平衡糖分的贮藏和使用：当血糖浓度升高时，胰岛素分泌增加，可以“命令”从食物中吸收进血液的糖分加速进入肝脏、肌肉等组织，并以糖原的形式贮藏起采备用；同时又约束贮存在这些组织里的糖原不能轻易溜回血液里，免得引起血糖过高。当血糖水平下降，机体需要糖原时，胰岛素分泌减少，可以使储存在“糖库”里的糖原重新回到血液里为身体提供能量。
2. 调节脂肪的合成和贮存：胰岛素可以促进肝脏合成脂肪酸，使三酰甘油合成增多，极低密度脂蛋白合成增快。它还可以抑制脂解酶的活性，从而抑制脂肪的分解。在这一作用下，胰岛素可以把体内一部分多余的糖分赶人脂肪组织里．并将这些糖分 转化成脂肪贮藏起来。同时，胰岛素也不让脂肪组织随便分解成葡萄糖。
3. 调解蛋白质的合成：胰岛素可以促使食物中的氨基酸进入组织细胞内，加速DNA和RNA的生成，使蛋白质合成增加，从而有利于细胞的生成与组织的修复，因此胰岛素又被称为同化激素。胰岛素还可抑制蛋白质的分解，使组织细胞释放入血的氨基酸减少。
如果用一幅图来归纳的话，便一目了然了：
外链图片需谨慎，可能会被源头改如果您觉得这张图看上去也费力气的话，那么请看看这幅“生化本科”水平的插图。其中多了了一些胰岛素的作用机制，涉及到一系列的磷酸化与去磷酸化的中间反应：
外链图片需谨慎，可能会被源头改复杂一些了不是，再瞧一瞧这一张，又多了一些胰岛素与其它生长因子之间的相互作用，能看懂这张图，基本上可以达到生化专业研究生的水平了：
外链图片需谨慎，可能会被源头改学生化、从事生化研究的，不容易啊！
从表面上看，胰岛素的作用是调节体内的糖代谢、降低血糖的浓度，实际上这种调节作用是通过与其他促进体内血糖升高的激素的平衡来实现的。在糖尿病病人体内，由于缺乏胰岛素，血糖便只升不降，于是只好从尿液中排出，这便是造成尿中糖多的直接原因。
所以，对于体内缺乏胰岛素的人来说，只要适量补充胰岛素，便可以药到病除。当然，如果胰岛素过量使用的话，出现《惊惧黑书》那样的情节也是不奇怪的。
胰岛素有如此神奇的作用，其实胰岛素本省并不是复杂，第一次解开这个谜的，是两次获得诺贝尔奖的英国生化学家桑格尔。
（待续，要有耐性啊）
家园 善始，最好还是善终。拜托您把他写完了好嘛！ 不然回关中把你家门板给卸了。
家园 胰岛素算是最美丽的蛋白之一吧 记得一次听Michael Weiss讲胰岛素，六倍体的晶体结构有如巴黎圣母院穹顶上的玻璃，美丽对称和谐。
外链图片需谨慎，可能会被源头改家园 不花没人性啊! 不花没人性啊!
家园 比如这个 
外链图片需谨慎，可能会被源头改这是大肠杆菌的chaperonin复合体（GroES＋GroEL）的截面图，它由3层环组成，每个环又是由7个对称的蛋白单体组成，整个蛋白像个小罐子，
其它出了问题的蛋白就在这个罐子里被解开，然后重新折叠。
下面是最上面一层的环的样子，注意这是个7重对称。很朴素的表现形式，不过已经可以看到它的几何对称之美了：
外链图片需谨慎，可能会被源头改转90度，跟小罐子的盖子比比，是不是一样：
外链图片需谨慎，可能会被源头改下面这个例子是一段小电影，讲一种噬菌体颗粒的组装。首先衣壳蛋白形成5重对称的环，然后一大一小两个环扣在一起形成一个单元，这些单元再被别的蛋白连起来，形成12面体的结构。
短片链接：外链出处
这个网页的实验室的头儿是结构生物学里的一个大佬，叫做Rossmann，蛋白质里有种Rossmann折叠就是以他命名的。最早解出人类流感病毒结构的，也是他的实验室，那是在80年代，是很了不起的成就。
顺便说一下，流感病毒颗粒就是大鹏提到的60面体。而我们常见的病毒颗粒的卡通形象，小地雷，就是了受流感病毒颗粒结构的启发。
流感病毒颗粒：
外链图片需谨慎，可能会被源头改此外还有些蛋白，虽然严格的讲没有对称性，但是极其有规律的重复结构使得它们也具有几何美感，比如这个存在于哺乳动物体内的RNA酶抑制蛋白：
外链图片需谨慎，可能会被源头改整个蛋白像个马蹄铁，它抑制RNA酶I的时候，RNA酶I就被卡在中间的洞里，在生化实验室里用到的RNA酶抑制剂RNAsin就是这个蛋白。
元宝推荐：爱莲,家园 呵呵，这可不算胰岛素自己的功劳啊 6重对称是它的晶体对称，生理条件下并没有这个结构。其实很多蛋白都可以结晶出6重对称的，胰岛素并不算特殊。在蛋白质晶体里最常见的是2重和3重对称，此外有4重，6重对称，没有5重对称（除非这个蛋白天生是5重对称的，不过这个5重不算晶体对称）。在晶体里没有任何对称性的蛋白其实倒是比较少见的，这和形成晶体的需要有关系。
自然状态下就呈6重，7重，5重，3重对称的蛋白质是很多的，尤其是在原核生物和噬菌体这些简单的生物里比较常见。那些东西才真是天生的美。这个现象，就好比人是两侧对称，而海星是5重对称，乌贼是8重对称，哈密瓜是3重对称，大白菜是4重对称，苹果是5重对称，海胆是多重对称，海螺是螺旋，植物是分形一样，简单一些的生物往往利用很简单的规则复制身体部分来形成整体，而这种简单的几何构造恰好迎合了人的审美观。生物越高等，复杂度越高，这种简单的几何对称就不是太常见了，人体里2重三重对称的蛋白还比较多，但是目前知道的有5重以上对称性的蛋白复合体，大多都是从原始的单细胞祖先那里继承来的。
等会，我给你找几个例子。
家园 硬着头皮顶爱MM一把 这个掐架的"大妹子",是爱MM的MM呢,还是LD?
要是LD的话,俺不得不幸灾乐祸一下了
.家园 兄弟忙啊，都没有时间看帖子了 你自个找，最近才相认的。离那个喜欢种土豆的不远..........................................................
家园 看到生化的不敢不回