Chemische verandering kan de beschikbaarheid van insuline versnellen


Chemische verandering kan de beschikbaarheid van insuline versnellen

Wetenschappers suggereren dat een kleine chemische wijziging van insuline het molecuul sneller optreedt, terwijl zijn functie in het organisme wordt behouden. In de Journal of Biological Chemistry , Beschrijven onderzoekers hoe ze het effect hebben voorspeld met computersimulaties en dan bevestigd met laboratorium experimenten.

De onderzoekers vonden dat het insuline analoog (groen) sneller werkt zonder dat het vermogen om te binden aan de insuline receptor (lichtblauw) vermindert.

Beeldkrediet: Universiteit van Bazel Departement Chemie

De onderzoekers - uit Zwitserland, de Verenigde Staten en Australië- constateren dat zij de demontage en vrijlating van insuline van de complexe structuur naar zijn beschikbare vorm kunnen versnellen door een enkel waterstofatoom met een jodiumatoom in zijn moleculaire structuur te vervangen.

Insuline is een klein eiwit dat de bloedglucose regelt door signalen in cellen over te brengen. In het lichaam bestaat het in twee vormen: een complexe voor opslag en een eenvoudiger voor actie.

In zijn opslagvorm bestaat insuline als een zinkgebonden complex van zes identieke moleculen genaamd een hexamer. De eenvoudige, actieve vorm is een unbound single molecule, of monomeer.

Wanneer het lichaam insuline nodig heeft om bloedsuiker te regelen, demonteert de hexamer in monomeren.

Het insuline molecuul moet dan binden aan een partnermolecuul - bekend als de insuline receptor - die op het oppervlak van de cellen zit. Door deze binding kunnen signalen van de insuline in de cel overgaan.

Onderzoekers hebben al enige tijd geprobeerd manieren om dit demontageproces te beheersen om de behandeling van diabetes te verbeteren - een ziekte die optreedt wanneer de insulineproductie wordt aangetast of wanneer het lichaam het niet goed kan gebruiken.

Protein engineering

Onderzoekers gebruiken verschillende benaderingen om nieuwe manieren te ontdekken en te ontdekken om ziekte te bestrijden met moleculen die niet in de natuur bestaan. Dit omvat het creëren van synthetische versies of analoges van natuurlijk voorkomende verbindingen.

Proteintechniek houdt in dat de structuur en functie van eiwitten veranderd worden - de chemische werkpaarden van het organisme - alleen gebruik maken van een computer of door evolutie in het laboratorium.

Een toepassingsgebied dat belofte toont is de ontwikkeling van ontwerptoffen om te beschermen tegen verschillende soorten influenzavirus.

In de nieuwe studie, Markus Meuwly, een chemie professor aan de Universiteit van Basel in Zwitserland, en collega's experimenteerde met verschillende insuline analoga door strategische vervanging van individuele atomen in de moleculaire structuur van natuurlijke insuline.

Belovende aanpak voor het optimaliseren van geneesmiddelenverbindingen

Computersimulaties op basis van kwantumchemie en moleculaire dynamiek, welke modellen in het lichaam met insuline verwerken, lieten het team de eigenschappen van de analogen in acht nemen.

Zij hebben vervolgens laboratorium experimenten uitgevoerd om de eigenschappen waargenomen in de computersimulaties te bevestigen. Deze experimenten gebruikte methoden zoals kristallografie en nucleaire magnetische resonantie.

De onderzoekers ontdekten dat de uitwisseling van één waterstofatoom voor één jodiumatoom de beschikbaarheid van insuline verbeterde maar de affiniteit van de insuline-receptor niet veranderde.

Het is best denkbaar, zeggen de onderzoekers, dat hun insuline analoog - dat verschilt van natuurlijke insuline door slechts één enkel atoom - klinisch potentieel heeft als nieuw geneesmiddel.

Het gebruik van halogeenatomen - een groep die fluor, chloor, broom en jodium bevat - is een veelbelovende aanpak voor het optimaliseren van verbindingen in de medicijnchemie, zegt de onderzoekers die toevoegen:

Geïnspireerd door kwantumchemie en moleculaire dynamiek, belooft zogenaamde 'halogeenbouw' de principes van geneeskunde aan eiwitten uit te breiden. '

Ontdek hoe diabetes en obesitas kan voorkomen worden met een nieuw eiwit.

What is Consciousness? What is Its Purpose? (Video Medische En Professionele 2022).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk