Вернуться к: Биохимия
Долгий путь к первичной структуре инсулина.
В 1889 году два кореша — Оскар Минковски и Джозеф вон Меринг — начали спорить о значимости поджелудочной железы в переваривании жира у собак. Они уже знали, что там есть какие-то ферменты (липазы), разрушающие жир. Но их интересовало: какой вклад вносят липазы в пищеварение — можно ли жить без них?
И для проверки они выбрали самый простой, но действенный способ. Полностью удалить поджелудочную железу. Дальше эксперимент не пошёл, потому что они тут же заметили нечто странное: собака начала выделять намного больше мочи. Чем больше мочи она выделяет, тем больше пьёт. Минковски и Меринг обнаружили два ключевых симптома диабета (1 типа):
- Полиурия — частое мочеиспускание;
- Полидипсия — повышенное потребление жидкости.
Наши ребята — ученые, поэтому они проверили мочу и обнаружили, что там повышен уровень глюкозы. Они делают вывод, что в поджелудочной железе содержится определенное вещество. И недостаток этого вещества вызывает диабет.
В то время диабет — смертельное заболевание. Если у человека обнаружились его симптомы, то жить ему остаётся около 2-3 лет. Здесь мы говорим про диабет первого типа, который возникает в детском или юношеском возрасте. 2-3 года при условии, что человек будет соблюдать диету — с жестким ограничением углеводов. Такая диета приводит к быстрой потере массы тела и ослаблению организма.
Минквоски начинает экспериментировать — пытается получить экстракт из поджелудочной железы. В этом экстракте должно быть вещество, которое вызывает диабет. Минковски надеется на то, что введение этого экстракта приведёт к выздоровлению собаки. Но у него ничего не выходит. Почему? Потому что экстракт — это просто выжимка из органа. В поджелудочной железе куча ферментов для переваривания: белков, жиров и углеводов. Если в это месиво попадёт инсулин, то от него останутся одни аминокислоты.
В 1920 году (через 31 год!) выходит статья от М. Бэррона. Там он описывает клинический случай с закупоркой протоков поджелудочной железы. Закупорка произошла камнями из желчного пузыря, но не суть. Закупорка привела к атрофии ткани поджелудочной железы, но не островков Лангерганса. В них вырабатывается инсулин.
Эту статью читает Торронто Фредерик Бантинг. Он уговаривает одного профессора предоставить ему лабораторию. Для выделения инсулина. Профессор неохотно соглашается — всё-таки инсулин пытаются выделить давно, но это ни у кого не выходит. Он предоставляет лабораторию своего ассистента Чарльза Беста. Так Бантинг и Бест начинают работать вместе.
У Бантинга был простой алгоритм действий:
- Перевязать проток поджелудочной железы;
- Дождаться её атрофии;
- Изолировать клетки островков Лангерганса от поджелудочного сока;
- Выделить из этих клеток инсулин.
В декабре 1921 года Бантинг и Бест проделывают этот алгоритм и получают инсулин. Они вводят его собаке и обнаруживают, что симптомы диабета исчезают: собака реже ходит в туалет и меньше пьёт, а в её крови и моче снижается уровень глюкозы.
Через месяц — 25 января 1922 года — инсулин вводят 14 летнему мальчику. Этот мальчик близок к кетоацидотической коме, а значит и смерти. Но инсулин спасает ему жизнь — снижает уровень глюкозы и кетоновых тел в крови.
В 1923 году Бантинг и его профессор (Маклеод) получают Нобелевскую премию за выделение чистого инсулина. Бантинг сразу делает заявление о том, что разделит Нобелевку с Бестом. Вот такой красавец.
До 1952 года будет принято считать, что белки обладают неупорядоченной структурой. Этот миф будет развенчан Фредериком Сенгером. Он будет исследовать инсулин. И обнаружит, что инсулин состоит из двух полипептидных цепей: А и B. Цепь A содержит 21 аминокислотный остаток, а B — 30 аминокислотных остатков. Две этих цепи будут соединены с помощью дисульфидных мостиков. Сенгер определит точную последовательность из аминокислот в каждой цепи. И этим докажет, что белки имеют определенную структуру. За это он получит Нобелевскую премию, ведь инсулин — первый белок, у которого определят точную первичную структуру.
