胰岛素（Insulin）是胰岛β细胞受到内源或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白激素，它在体内起调节血糖、脂肪及蛋白质代谢的作用，对代谢过程具有广泛影响，是治疗糖尿病的有效药物。

1926年，Abel首次从动物胰脏中提取分离得到了胰岛素结晶；1955年，阐明了牛胰岛素全部氨基酸序列的一级结构；1965年，我国科学家最早将胰岛素全合成成功。这是我国科学工作者在理论科学研究方面的重大突破，标志着人工合成蛋白质的时代已经开始。

胰岛素由51个氨基酸组成，分成两个肽链：A链和B链。A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸。其中A7（Cys，半胱氨酸）-B7（Cys）、A20（Cys）-B19（Cys）四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键，使A、B两链连接起来。此外A链中A6（Cys）与A11（Cys）之间尚存在一个二硫键（图18-1）。

图18-1　人胰岛素原的一级结构及生成胰岛素的裂解位点

不同种动物的胰岛素分子中的氨基酸种类稍有差异。动物源性的胰岛素中，最重要的算是猪胰岛素和牛胰岛素了，它们是唯一可以用于糖尿病治疗的动物源性胰岛素。在表18-1中可以看出，猪胰岛素和人胰岛素的区别仅在于它们B链C-端的残基不同。牛胰岛素除了B链上C-端的单个残基外，A链的第8位和10位的残基也与人胰岛素不同。显然，相比之下猪胰岛素比牛胰岛素更接近于人胰岛素，因此有人断言，在人体内，猪胰岛素引起的副反应更少，但这需要进一步实验证明。

表18-1　人及动物胰岛素

胰岛素在水、乙醇、三氯甲烷或乙醚中几乎不溶，易溶于矿酸或氢氧化钠溶液中。胰岛素具有典型的蛋白质性质，能发生蛋白质的各种特殊反应。等电点在pH5.35～5.45，在微酸性环境中稳定（pH2.5～3.5）。溶液中的胰岛素不稳定，如胰岛素锌溶液在pH2～3，4℃时，其A链21位天冬酰胺发生脱氨反应，反应速度约为1%～2%/月。反应时，天冬酰氨残基先转化成酸酐，再与水反应水解成酸或与B链上N末端的苯丙氨酸反应，生成交联分子。若在26℃放置半年，则90%的胰岛素转化成脱氨产物。

在中性条件下，脱氨反应发生在B链3位的天冬酰氨残基上，生成天冬氨酸衍生物。

此外胰岛素的降解反应还可发生A链8位苏氨酸和9位丝氨酸间的裂解，胰岛素之间或胰岛素与鱼精蛋白交联反应。

临床上用得最多的是猪胰岛素。这种胰岛素对某些病人会产生免疫反应及一系列副作用，如自发性低血糖、耐药性、改变药物动力学方式，加重糖尿病患者微血管病变、加速病人胰岛功能衰竭和引起过敏反应等。后来发现，这是因为这种产品中常含有来自胰脏中的其他多肽成分：如胰高血糖类、胰多肽、血管肠多肽及胰岛素原等不纯物质，导致了这些副反应。为此，一些国家的药典（包括《中国药典》）已将上述多肽杂质列为检查项目，允许含量规定在相当低的限度内，如低于10ppm的高纯度胰岛素，此时免疫反应已显著减少。另一方面，将猪胰岛素通过酶化学和半合成法，使B链C-末端的丙氨酸转变成苏氨酸则成为人胰岛素，这方面的研究已有相当的成绩，已实现了工业化生产并有商品上市。现在用基因工程方法制备人胰岛素，已成为生产胰岛素的重要手段。