Os trabalhos de Sanger molécula de insulina

A seqüência de aminoácidos da insulina foi descrita por Frederick Sanger em 1953. Esse evento foi um marco histórico, uma vez que essa foi a primeira seqüência de aminoácidos a ser descrita, e através da qual pôde se concluir que cada proteína tem uma seqüência de aminoácidos única e específica. Isso rendeu a Sanger o prêmio Nobel de 58.

O método utilizado por Sanger consistia em marcar o aminoácido N-terminal da molécula de insulina com 2,4 dinitrofluorobenzeno. Após um tratamento de fragmentação da proteína, o aminoácido N-terminal marcado pode ser analisado e identificado. O aparecimento de duas moléculas N-terminal permitiu concluir que a insulina é formada por duas cadeias polipeptídicas, as quais puderam ser separadas e estudadas. Entretanto, de nada serve a identificação isolada do aminoácido N-terminal. Para identificar os outros aminoácidos, Sanger utilizou da clivagem da proteína, gerando vários fragmentos peptídicos e através da analise dos diferentes grupos N-terminal, identificando os aminoácidos.Para manter a seqüência de proteínas após a fragmentação e para separar os diferentes fragmentos, montava-se um mapa de peptídeos (em uma folha que ocorria eletroforese em um eixo, e cromatografia em outro, montando um gráfico cujos pontos de diferentes coordenadas identificava diferentes fragmentos de proteína). Para identificar todas os aminoácidos, diferentes tipos de clivagem foram aplicados. Após identificar as seqüências, Sanger, com ajuda de outros pesquisadores, identificou os elos entre as cadeias na forma de pontes dissulfeto.

Como informado acima, insulina é formada por duas cadeias de aminoácidos, que juntas somam 51 aminoácidos, sendo uma das moléculas protéicas mais simples que se conhece (fato que provavelmente contribuiu para sua descoberta pioneira).A cadeia A possui 21 aminoácidos e a cadeia B possui 30. Essas cadeias são unidas por duas ligações dissulfeto entre A7 Cys e B7 Cys, e A20 Cys e B19 Cys (considere A como a primeira cadeia e B como a segunda; 7,19 e 20 como as posições dos aminoácidos nas cadeias lidas de N-terminal a C-terminal; e Cys de acordo com a abreviatura oficial de aminoácidos em língua inglesa) . Além disso, uma ligação dissulfeto é estabelecida entre A6 Leu e A11 Leu. A seqüência e apresentada a seguir:

Cadeia A (21residuos de aminoácidos):

N-terminal GLY ILE VAL GLU GLN CYS CYS THR SER ILE CYS LEU TYR GLN LEU GLU ASN TYR CYS ASN C-terminal

Cadeia B (30 resíduos de aminoácidos):

N-terminal PHE VAL ASN GLN HIS LEU CYS GLY ASP HIS LEU VAL GLU ALA LEU TYR LEU VAL CYS GLY GLU ARG GLY PHE PHE TYR THR PRO LYS THR C-terminal

Note que as cadeias não começam com Metionina, aminoácido sempre presente no primeiro loco da proteína. Isso porque a Insulina e secretada da célula como pré-insulina, sendo reestruturada na matriz extracelular para se tornar ativa.

A conformação espacial da insulina se dá em duas α-hélices para a cadeia A de A2 Ile a A8 Thr e de A13 Leu a A19 Thr, e uma para a cadeia B de B9 Ser a B19 Cys. Em postagem futura explicaremos a influência da estrutura protéica na atividade enzimática.

Referências:

http://www.biotopics.co.uk/as/insulinproteinstructure.html

http://www2.iq.usp.br/docente/srmarana/view.pdf?PHPSESSID=3459483c9db8101ec893cc86b3306421

A insulina até a década de 60

A insulina, depois do trabalho de Banting, tornava-se a nova arma da medicina para tratar o diabetes. Nos anos posteriores, a dieta de jejum prolongado foi substituída pelas injeções de insulina que melhoravam e muito os sintomas do diabetes. A garota Elizabeth Hughes, em questão de meses, saiu do estado de grande magreza para peso normal. Pôde ver-se crescendo e voltar à escola. Foi visto como um milagre o que aquele líquido fazia.
A insulina ainda era tirada de animais como bois e porcos que funcionavam até bem. Contudo, tinha alguns reveses como: não era totalmente compatível com o hormônio humano o que podia causar reações alérgicas e erupções na pele que resultavam em perda de tecido nos locais da injeção.
Como isso poderia ser melhorado?
Os pesquisadores se debruçaram sobre os livros e com o desenvolvimento de tecnologia cada vez mais avançada puderam estudar esse hormônio cada vez mais profundamente. Agora, todo conhecimento sobre a molécula de insulina seria útil para melhorar o tratamento de diabéticos. Foi exatamente na década de 50 que aconteceu mais uma descoberta envolvendo a insulina que rendeu um Nobel: em 1958, Frederik Sanger, biólogo britânico, determinou a seqüência exata de aminoácidos da molécula de insulina, a estrutura primária, sendo laureado com o Prêmio Nobel de Química. Já na outra década, em 1964 mais precisamente, outro Nobel foi concedido a uma pesquisadora que utiliza a cristalografia de raios X(técnica que permitiu a elucidação da estrutura tridimensional da insulina) em seu trabalho: Dorothy Crowfoot Hodgkin. Tal pesquisadora, formada em química, determinou a conformação espacial da molécula de insulina mediante estudos de difração de raios X. Nessa época(1969) ,Dorothy já havia sido laureada pelo seu trabalho com a vitamina B12 . Em outro post, serão abordados melhor o trabalho de Dorothy e de Sanger que os levaram ao Nobel.
Finalmente, nota-se que a insulina é realmente muito importante na história da humanidade. Até os anos 60, mesmo o tratamento utilizado sendo o da injeção de insulina animal no ser humano, salvou-se muitas vidas e melhorou sua qualidade bastante significativamente.
Referências bibliográficas:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Insulina
http://books.google.com.br/books?id=p4XSGPTzV_kC&pg=PA235&lpg=PA235&dq=dOROTHY+HODGKIN&source=bl&ots=qaw5VS1D4Q&sig=KWHzQCxBtVhkOJDYCcDRzgZaybY&hl=pt-BR&ei=5S49SuzVLcOktgfT1tge&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 (pg 261)
http://saude.hsw.uol.com.br/insulina-e-diabetes1.htm

Sugestão de leitura:
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0004-27302004000200005&script=sci_arttext

Prêmio Nobel de Medicina/Fisiologia de 1923

Não há dúvida do quão importante foram os trabalhos de Nicolae Paulescu e da equipe de Banting que possibilitaram o tratamento de diabéticos por meio de injeções de insulina. Contudo, várias figuras da ciência e até indivíduos que conhecem um pouco da história da insulina já tomaram partido quanto à seguinte questão: É a equipe de Banting a verdadeira merecedora do Nobel de 1923 ou Nicolae Paulescu quem realmente deveria tê-lo recebido? Daqui a alguns anos já será o centenário da entrega desse prêmio e para não deixá-los de fora dessa discussão vamos apontar os pontos de vista de cada um dos lados e você vai poder tirar suas conclusões.
.Paulescu foi quem realmente publicou o primeiro trabalho(1921) sobre a diminuição da glicosúria ao se aplicar extratos pancreáticos aquosos em cães. É claro que os primeiros trabalhos sobre esse assunto não foram dele (Zuelzer e Kleiner), contudo ele foi o primeiro a publicar, o que realmente conta oficialmente.
.É apontado por muitos como o verdadeiro descobridor da insulina. (Foi de fato reconhecido somente meio século após a primeira patente).
Por que o Prêmio Nobel de medicina de 1923 foi então dado a equipe de Banting?
.A comissão do Karolinska Institutet, que indica os laureados ao Prêmio Nobel de Medicina, afirmou que a escolha da equipe de Banting como a vencedora se deve ao fato de terem sido eles quem primeiro criaram a extração prática da insulina. No entanto, o que é conhecido pela maioria das pessoas e está até em sites(http://www.nobelpreis.org/portugues/medizin/macleod.htm) é que foram agraciados pela descoberta da insulina.
Por fim, não é intenção de nenhum componente do grupo tomar partido nessa discussão. Com certeza o prêmio Nobel dado à Banting e Mcleod não foi desmerecido, ora porque o bem que fizeram à humanidade ao possibilitar o tratamento de diabéticos por meio de injeções de insulina é imensurável. O que realmente deve-se parar para pensar é se o Nobel deveria ser pela descoberta da insulina. Contudo, finalmente há de se reconhecer a grande importância de Nicolae na história da insulina, pois foi reconhecido como o descobridor e também um precursor de fundamental importância. Para saber mais sobre a descoberta da insulina leia o livro de Michael Bliss: The Discovery of Insulin.
Referências bibliográficas:

http://www.guiadodiabetes.com.br/sp_int2.php?cont=409&ses=81
http://pt.wikipedia.org/wiki/Insulina
http://www.nobelpreis.org/portugues/medizin/macleod.htm

Insulina, um anabolizante?

Se perguntado aleatoriamente a pessoas sobre o que é a insulina, a grande maioria diria que se trata de um hormônio, e, talvez, uma minoria iria além e acrescentaria que é um hormônio que induz a captação de glicose pelo organismo, diminuindo a glicemia. Porém, a insulina vai muito além disso, contribuindo não só para o status glicêmico do corpo, mas para uma enorme gama de reações metabólicas de cunho anabólico.

A Insulina é um hormônio peptídico formado por 51 resíduos de aminoácidos e de peso molecular de 5808 Da. Ela é produzida nas células beta (células β) do pâncreas, presentes nas chamadas ilhotas de Langerhans do pâncreas, uma glândula mista localizada posteriormente ao estômago, na cavidade abdominal. A insulina não é exclusividade dos seres humanos, estando presente em outras espécies animais, porém com relativas diferenças estruturais. Sua estrutura receberá atenção maior em postagens futuras.

Os níveis de insulina no sangue variam de forma intermitente, sendo controlados basicamente de acordo com os níveis plasmáticos de glicose. Porém, uma vez liberada em resposta à hiperglicemia, ela atuará amplamente no organismo promovendo anabolismo. As principais ações anabólicas são:

• Entrada de glicose na célula e parada da liberação de glicose pelo fígado, o que induz a um aumento na síntese de glicogênio hepático e muscular (reposição dos níveis de glicogênio corporal);
• Inibição de lipólise pelo tecido adiposo e “indiretamente” da β-oxidação de ácidos graxos, promovendo assim a síntese de triglicerídeos pelos adipócitos;
• Inibição de proteólise, ou seja, estimula a diminuição da degradação de proteínas do organismo;
• Aumenta o consumo de aminoácidos, ou seja, induz as células à absorção de aminoácidos circulantes (facilitação de síntese proteica);

Portanto, como vocês podem observar, a insulina pode auxiliar tanto no ganho de massa magra, devido à ótima captação de nutrientes e aceleração na ressíntese tecidual, como também pode ajudar no aumento da gordura corporal.

Por isso a insulina pode ser considerada um hormônio de características anabólicas. Porém vale ressaltar que tais ações, e a própria liberação de insulina no organismo, só ocorrem se o metabolismo estiver “saciado” de nutrientes, ou mesmo com um excedente nutricional em voga. Logo, se houver qualquer carência energética, os níveis altos de insulina logo serão substituídos por glucagon e quaisquer ações anabólicas serão logo interrompidas.

Com essa pequena introdução da funcionalidade da insulina, fica claro seu importante papel metabólico, trata-se, sem dúvida, do mais importante hormônio do metabolismo energético.

Auxilio:

http://en.wikipedia.org/wiki/Insulin#Synthesis

http://www.fisiculturismo.com.br/artigo.php?id=217&titulo=Insulina:+entendendo+a+import%C3%A2ncia+desse+horm%C3%B4nio.html