Die Sekundär- und Tertiärstruktur des Proteins wird durch Wasserstoffbrücken stabilisiert, die Quartärstruktur ist ein Hexamer mit einem Zn2+-Ion im Zentrum. Bei der Biosynthese wird zunächst das aus einer zusammenhängenden Kette von (je nach Art) 81–86 Aminosäuren bestehende Proinsulin gebildet; durch Abspaltung eines Polypeptids (C-Kette) geht daraus das aktive Hormon hervor. Die wichtigste physiologische Wirkung des Humaninsulins ist die Senkung des Blutglucosespiegels, sobald (z. B. nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit) der Normalwert überschritten wird. Dabei bestimmt die Höhe der Blutglucosekonzentration die Geschwindigkeit der Insulinsekretion. Die Bindung an Insulinrezeptoren fördert den Eintritt von Glucose aus dem Blut in Skelettmuskel-, Fett- und Leberzellen. Antagonist des Insulins ist das Glucagon. Weitere Wirkungen des Insulins sind die Steigerung der Biosynthese von Glykogen, Fetten (auch die Umwandlung von Kohlenhydraten in Fette) und Proteinen mit gleichzeitiger Hemmung von Glykogen- und Fettabbau, Förderung der Glykolyse und Hemmung der Gluconeogenese. Insulin ist somit ein "Speicherhormon", das die Bildung von Glykogen-, Fett- und Proteindepots in Leber, Fettgewebe und Muskeln fördert, wenn reichlich Nahrung vorhanden ist. Außerdem verhindert es durch Hemmung des Fettabbaus das Auftreten von Ketonkörpern. Ein absoluter oder relativer Mangel an Insulin führt zum Krankheitsbild des Diabetes mellitus.
Die Entdeckung des Insulins
Insulin findet sich bei allen Wirbeltieren. Die Unterschiede in der Aminosäuresequenz bei den Insulinen der meisten Säugetierarten sind gering, z. B. unterscheidet sich Rinderinsulin nur in drei Aminosäuren vom menschlichen Hormon, Schweineinsulin sogar nur in einer Aminosäure. Daher kann tierisches Insulin therapeutisch beim Menschen verwendet werden. Insulin wurde erstmals 1921 von F. G. Banting und C. H. Best isoliert und bereits ein Jahr später in größeren Mengen und in klinisch brauchbarer Form gewonnen (1926 in kristalliner Form dargestellt). Die chemische Struktur des Insulins wurde in den 1940er-Jahren durch F. Sanger aufgeklärt; Mitte der 1960er-Jahre gelang H. Zahn und zwei anderen Forschergruppen gleichzeitig die Totalsynthese. Während früher Insulin für den therapeutischen Gebrauch (als Antidiabetikum) ausschließlich aus den Bauchspeicheldrüsen von Schlachttieren (v. a. Rind und Schwein) isoliert wurde, wird seit 1980 Humaninsulin in industriellem Maßstab gentechnisch durch Escherichia-coli-Bakterien gewonnen.
