Forskere foreslår, at en lille kemisk ændring af insulin gør molekylet handle hurtigere, samtidig med at dets funktion i organismen bevares. I Journal of Biological Chemistry Forskere beskriver, hvordan de forudsagde effekten med computersimuleringer og derefter bekræftede det med laboratorieforsøg.

Forskerne fandt, at insulinanalogen (grøn) virker hurtigere uden at reducere evnen til at binde til insulinreceptoren (lyseblå).

Billedkredit: University of Basel Department of Chemistry

Forskerne - fra Schweiz, USA og Australien - fandt, at de kunne fremskynde demontering og frigivelse af insulin fra dets komplekse struktur til dets tilgængelige form ved at erstatte et enkelt hydrogenatom med et iodatom i dets molekylære struktur.

Insulin er et lille protein, der regulerer blodglukose ved at sende signaler til celler. I kroppen findes den i to former: en kompleks til opbevaring og en enklere til handling.

I sin opbevaringsform eksisterer insulin som et zinkbundet kompleks af seks identiske molekyler kaldet en hexamer. Den enkle, aktive form er et ubundet enkeltmolekyle eller en monomer.

Når kroppen kræver insulin til at regulere blodsukkeret, adskilles hexameret i monomerer.

Insulinmolekylet skal derefter binde til et partnermolekyle - kendt som insulinreceptoren - som sidder på overfladen af ​​celler. Denne binding gør det muligt for signaler fra insulin at passere ind i cellen.

I nogen tid har forskere eksperimenteret med måder at kontrollere denne demonteringsproces for at forbedre behandlingen af ​​diabetes - en sygdom, der opstår, når insulinproduktionen er nedsat, eller når kroppen ikke kan bruge den korrekt.

Proteinteknik

Forskere bruger forskellige metoder til at udforske og opdage nye måder at bekæmpe sygdom med molekyler, der ikke findes i naturen. Dette omfatter oprettelse af syntetiske versioner eller analoger af naturligt forekommende forbindelser.

Proteinteknik indebærer ændring af proteins struktur og funktion - organismens kemiske arbejdsheste - kun ved hjælp af en computer eller gennem evolution i laboratoriet.

Et anvendelsesområde, der viser løfte er udviklingen af ​​designer-lægemidler til beskyttelse mod flere stammer af influenzavirus.

I den nye undersøgelse eksperimenterede Markus Meuwly, en kemiprofessor ved universitetet i Basel i Schweiz, og kolleger med forskellige insulinanaloger ved at erstatte individuelle atomer strategisk med molekylær struktur af naturligt insulin.

Lovende tilgang til optimering af lægemidler

Computersimuleringer baseret på kvantekemi og molekylær dynamik, hvilken model processer i kroppen, der involverer insulin, gjorde det muligt for holdet at observere analogernes egenskaber.

De gennemførte derefter laboratorieforsøg for at bekræfte de observerede egenskaber i computersimuleringerne. Disse eksperimenter anvendte metoder såsom krystallografi og kernemagnetisk resonans.

Forskerne opdagede, at udveksling af et hydrogenatom for et iodatom forbedrede tilgængeligheden af ​​insulin, men ændrede ikke dets affinitet for insulinreceptoren.

Det er helt tænkeligt, siger forskerne, at deres insulinanalog - som adskiller sig fra naturlig insulin med kun et enkelt atom - har klinisk potentiale som et nyt lægemiddel.

Anvendelsen af ​​halogenatomer - en gruppe, der omfatter fluor, chlor, brom og jod - er en lovende tilgang til optimering af forbindelser i lægekemi, siger forskerne, som tilføjer:

Inspireret af kvantekemi og molekylær dynamik, lover sådan 'halogenteknik' at udvide principperne for lægemiddelkemi til proteiner."

Opdag hvordan diabetes og fedme kan forebygges med et nyt protein.

CERN? All Bibles Have Been Altered! - Mandela Effect (Video Medicinsk Og Professionel 2024).