Yüzyılın Molekülü İnsülin

İnsülin öyle bir moleküldür ki, keşfinden bu yana yaşam bilimleri üzerine yapılan çalışmalarda adeta yıldız gibi parlamıştır. Birçok ilki bilim insanları insülinle yaşamışlardır. Hatta abartısız insülinle ilgili keşiflerde birkaç Nobel ödülü bile kazanılmıştır. Bu ilklere birazdan değineceğim. İsterseniz bu süper molekülün keşif tarihine kısaca bir göz atalım:

1869 yılında, henüz tıp öğrencisi olan 22 yaşındaki Paul Langerhans (1847-1888) pankreas üzerinde yaptığı mikroskobik çalışmalar sırasında, bugün Langerhans adacıkları olarak bilinen hücre topluluklarını keşfetti. Langerhans, 1869 yılında sunduğu “Pankreasın mikroskobik anatomisine katkılar” başlıklı tezinde, pankreasta çevre dokulardan farklı boyanan adacıkların varlığından bahsediyordu. 

Oscar Mincowski (1858-1831) ve Joseph von Mering (1849-1908), sindirimdeki etkisini gözlemek için 1889 yılında sağlıklı bir köpeğin pankreasını çıkarmışlar. Birkaç gün sonra köpeğin idrarı üzerinde sineklerin uçuştuğu fark edilince ilk kez şeker hastalığı ile pankreas ilişkisi ortaya konulmuştur. 

1901 yılında Eugene Opie (1873-1972) adacık hücreleri ile şeker hastalığı arasındaki ilişkiyi açıkça ortaya koymuş ve 1900’lü yıllara gelindiğinde geçen 30 senede, Langerhans adacıkları keşfedilmiş ve bu adacıkların yıkımıyla şeker hastalığının ortaya çıktığı vurgulanmıştı. 

Banting ve ekibi köpeklerin pankreas kanalını bağlayarak bir hafta beklemişler ve daha sonra kalan Langerhans adacıklarından “isletin” adını verdikleri özütü elde etmişlerdir. Sonraki aşamada isletini kullanarak şeker hastası bir köpeği uzun süre yaşatmayı başardılar.

Daha sonra proteini saflaştırması için ekibe dahil olan biyokimyacı Collip’in saflaştırdığı özüt 14 yaşındaki şeker hastası Leonard Thompson’a enjekte edilmiştir. Bu özüt yan etki göstermediği gibi hastanın idrarındaki şekerin de kaybolmasını sağladı ve bu sonuç o zaman için tam anlamıyla olağanüstüydü. Keşfedilen bu özüte “İnsülin” adı verilmiştir.

Şimdi insülinle yaşanan ilkleri anlatabiliriz:

İnsülinin içerdiği amino asitlerin dizilim sırasının ve üç boyutlu yapısının aydınlatılması için çok sayıda çalışma yapıldı. 

1950’li yıllarda İngiliz moleküler biyolog Frederick Sanger insülinin amino asit dizilimini belirlemeyi başardı. Böylece insülin, amino asit dizilimi belirlenen ilk protein oldu.

1960’lı yıllarda Panayotis Katsoyannis ve Helmut Zahn insülini laboratuvarda sentezlemeyi başardılar ve insülin ilk sentezlenen protein oldu. 

Dorothy Hodgkin de (1910-1994) 1969 yılında insülinin üç boyutlu yapısını aydınlattı. İnsülin üç boyutlu yapısı ilk aydınlatılan protein oldu.

1977 yılında genetik mühendisliği teknikleri kullanan Herbert W. Boyer (d. 1936) bakteriler yardımıyla (E. coli) insülin üretmeyi başardı. Bu tekniğin adı rekombinant DNA teknolojisiysi. Tahmin edebileceğiniz gibi insülin laboratuvar ortamında bakterilere sentezlettirilen ilk hormondur.

1982 yılından bu yana biyosentetik insülin yaygın olarak şeker hastalarının tedavisinde kullanılıyor. 

Alıntı

Hazırlayan: Sedat Yelkovan

Kaynaklar:

1. Chan, S. J., & Steiner, D. F., 2000, Insulin through the ages: phylogeny of a growth promoting and metabolic regulatory hormone. American Zoologist, 40(2), 213-222 pp.

2. Ebberink, R. H. M., Smit, A. B., & Van Minnen, J., 1989, The insulin family: evolution of structure and function in vertebrates and invertebrates. The Biological Bulletin, 177(2), 176-182 pp.

3. Gibson, G., 2009, It Takes A Genome, Pearson Education.