Eine chemische Veränderung kann die Verfügbarkeit von Insulin beschleunigen

Wissenschaftler vermuten, dass eine kleine chemische Veränderung des Insulins das Molekül schneller wirken lässt und gleichzeitig seine Funktion im Organismus erhält. In dem Zeitschrift für Biologische ChemieForscher beschreiben, wie sie den Effekt mit Computersimulationen vorhergesagt und dann mit Laborexperimenten bestätigt haben.
Die Forscher fanden heraus, dass das Insulinanalog (grün) schneller wirkt, ohne die Fähigkeit zur Bindung an den Insulinrezeptor zu reduzieren (hellblau).
Bildnachweis: Institut für Chemie der Universität Basel

Die Forscher - aus der Schweiz, den USA und Australien - fanden heraus, dass sie den Abbau und die Freisetzung von Insulin aus seiner komplexen Struktur in seine verfügbare Form beschleunigen können, indem sie ein einzelnes Wasserstoffatom durch ein Iodatom in seiner molekularen Struktur ersetzen.

Insulin ist ein kleines Protein, das Blutzucker reguliert, indem es Signale in Zellen leitet. Im Körper gibt es zwei Formen: eine komplexe für die Speicherung und eine einfachere für die Aktion.

In seiner Speicherform existiert Insulin als ein Zink-gebundener Komplex von sechs identischen Molekülen, die Hexamer genannt werden. Die einfache, aktive Form ist ein ungebundenes einzelnes Molekül oder Monomer.

Wenn der Körper Insulin benötigt, um den Blutzucker zu regulieren, zerlegt das Hexamer in Monomere.

Das Insulinmolekül muss dann an ein Partnermolekül - den so genannten Insulinrezeptor - binden, das auf der Oberfläche von Zellen sitzt. Diese Bindung ermöglicht, dass Signale von dem Insulin in die Zelle gelangen.

Seit einiger Zeit experimentieren Forscher mit Möglichkeiten, diesen Abbauprozess zu kontrollieren, um die Behandlung von Diabetes zu verbessern - eine Krankheit, die auftritt, wenn die Insulinproduktion beeinträchtigt ist oder wenn der Körper sie nicht richtig nutzen kann.

Protein-Engineering

Forscher nutzen verschiedene Ansätze, um neue Wege zur Bekämpfung von Krankheiten mit Molekülen zu erforschen und zu entdecken, die es in der Natur nicht gibt. Dies beinhaltet die Erstellung synthetischer Versionen oder Analoga natürlich vorkommender Verbindungen.

Protein-Engineering beinhaltet die Veränderung der Struktur und Funktion von Proteinen - die chemischen Arbeitspferde des Organismus - mit nur einem Computer oder durch Evolution im Labor.

Ein Anwendungsgebiet, das vielversprechend ist, ist die Entwicklung von Designerdrogen zum Schutz gegen mehrere Stämme von Influenzaviren.

In der neuen Studie experimentierten Markus Meuwly, Chemieprofessor an der Universität Basel in der Schweiz, und Kollegen mit verschiedenen Insulinanaloga, indem sie einzelne Atome in der molekularen Struktur von natürlichem Insulin strategisch austauschten.

Vielversprechender Ansatz zur Optimierung medizinischer Verbindungen

Computersimulationen auf der Grundlage der Quantenchemie und der Moleküldynamik, die Prozesse im Körper modellieren, bei denen Insulin beteiligt ist, erlaubten dem Team, die Eigenschaften der Analoga zu beobachten.

Sie führten dann Laborexperimente durch, um die in den Computersimulationen beobachteten Eigenschaften zu bestätigen. Diese Experimente verwendeten Methoden wie Kristallographie und Kernspinresonanz.

Die Forscher entdeckten, dass der Austausch eines Wasserstoffatoms gegen ein Iodatom die Verfügbarkeit von Insulin verbesserte, aber nicht seine Affinität zum Insulinrezeptor veränderte.

Es ist durchaus vorstellbar, sagen die Forscher, dass ihr Insulinanalogon, das sich von natürlichem Insulin nur durch ein einziges Atom unterscheidet, als neues Medikament ein klinisches Potenzial hat.

Die Verwendung von Halogenatomen - eine Gruppe, die Fluor, Chlor, Brom und Jod umfasst - ist ein vielversprechender Ansatz zur Optimierung von Verbindungen in der medizinischen Chemie, sagen die Forscher, die hinzufügen:

"Inspiriert von der Quantenchemie und molekularen Dynamik verspricht diese" halogen engineering ", die Prinzipien der medizinischen Chemie auf Proteine ??auszudehnen."

Entdecken Sie, wie Diabetes und Fettleibigkeit mit einem neuartigen Protein verhindert werden können.

Meditation hilft Gedächtnisverlustpatienten

Das Journal of Alternative and Complementary Medicine berichtet, dass Forscher vom Thomas Jefferson University Hospital herausgefunden haben, dass Erwachsene mit Gedächtnisverlust und Gedächtnisverlust von Mantra-basierter Meditation profitieren können, was sich positiv auf die emotionale Reaktion auf Stress, Müdigkeit und Angst auswirkt.

(Health)

Gaucher-Krankheit: Was Sie wissen müssen

Inhaltsverzeichnis Was ist das? Symptome Ursachen Behandlung Komplikationen Ausblick Die Gaucher-Krankheit resultiert aus einem erblichen Enzymmangel. Es kann zu einer Reihe von Symptomen führen, darunter ein geschwollener Bauch, Anämie und eine Anfälligkeit für Blutergüsse. Gaucher's ist eine lysosomale Speicherkrankheit (LSD). Es ist das häufigste von fast 50 LSDs, die identifiziert wurden.

(Health)