Proinsulin ist ein Proteinmolekül, das als Vorläuferhormon oder Prohormon für Insulin dient. Insulin wird von den Betazellen produziert, das sind Pankreaszellen, die sich in den Langerhans-Inseln befinden, insbesondere durch die Spaltung von Proinsulin durch Enzyme, die Protease genannt werden. Dieser Spaltungsprozess ist wichtig, da die Messung der Spaltungsprodukte Ärzten helfen kann, die tatsächliche Menge der Insulinproduktion durch die Bauchspeicheldrüse vorherzusagen.
Das Insulin (INS)-Gen, das sich auf Chromosom 11 befindet, wird zunächst in ein primäres Protein namens Präproinsulin übersetzt, das aus 110 Aminosäuren besteht. Nach der Synthese in den Ribosomen wird Präproinsulin zum endoplasmatischen Retikulum transportiert. An einem Ende von Preproinsulin befindet sich eine kurze Kette von Aminosäuren, die als Signalpeptid bezeichnet wird und an ein Signalerkennungspartikel (SRP) bindet. Die Bindung des Signalpeptids an das SRP ermöglicht den intrazellulären Transport von Präproinsulin aus dem Zytoplasma zum endoplasmatischen Retikulum. Wenn Präproinsulin das endoplasmatische Retikulum erreicht, spaltet ein Enzym namens Signalpeptidpeptidase das Signalpeptid ab, wodurch Präproinsulin in Proinsulin umgewandelt wird.
Proinsulin besteht aus 86 Aminosäuren. Es hat drei Domänen oder unterschiedliche Peptidketten: Alpha-Kette, Beta-Kette und C-Peptid. Innerhalb des endoplasmatischen Retikulums wirken Enzyme, die Endopeptidasen genannt werden, auf das gesamte Prohormon, um biologisch aktives Insulin zu erzeugen. Insbesondere die Endopeptidase namens Proprotein Convertase 1 spielt eine bedeutende Rolle bei der Entfernung des C-Peptids, um reifes Insulin zu erzeugen. Eine andere Endopeptidase, Proproteinkonvertase 2 genannt, spielt eine untergeordnete Rolle beim Spaltungsprozess, spielt jedoch eine größere Rolle bei der enzymatischen Produktion von Glucagon, einem anderen Hormon, das den Blutzucker reguliert.
Durch die Wirkung der Proproteinkonvertase wird reifes Insulin erzeugt, das die Alpha- und Betaketten enthält. Reifes Insulin besteht aus 51 Aminosäuren. C-Peptid hingegen besteht aus 31 Aminosäuren. Die restlichen vier Aminosäuren werden insgesamt entfernt und haben keine klinische Bedeutung.
Die Messung von Proinsulin im Blutserum kann verwendet werden, um den Status der Betazellen des Pankreas zu beurteilen. Wenn seine Blutspiegel vom Normalwert abweichen, wird eine Dysfunktion der Proinsulinsekretion und/oder -verarbeitung vermutet. Ein Mangel oder Überschuss dieses Prohormons könnte einen Hinweis darauf geben, warum eine Person Diabetes hat und wie diese Person behandelt werden sollte. Zum Beispiel können Menschen mit nicht insulinabhängigem Diabetes mellitus (NIDDM) erhöhte Proinsulinspiegel haben. Die Messung des Proinsulin-Spaltprodukts namens C-Peptid ist auch nützlich, um festzustellen, ob eine Person Typ-1- oder Typ-2-Diabetes hat.