研究揭示了胰岛素如何与其受体相互作用
自将近100年前发现胰岛素以来,科学家一直在探索胰岛素如何与其受体相互作用,以提高治疗性胰岛素模仿胰岛素在体内工作方式的能力。在一项新研究中,研究人员通过显示胰岛素如何在第二个结合位点与其受体相互作用,解决了难题的关键部分。
来自德累斯顿Paul Langerhans研究所(Helmholtz ZentrumMünchen的卫星,德国糖尿病研究中心的合作伙伴)和德国德累斯顿TU医学院的卡尔·古斯塔夫·卡洛斯(Carl Gustav Carus)的科学家团队,以及马克斯·普朗克研究所的同事德国慕尼黑生物化学学院,加拿大麦吉尔大学和芬兰赫尔辛基大学将于2019年11月14日在《细胞生物学杂志》(JCB)上发表其研究结果。
先前的研究详细介绍了胰岛素作为血糖调节剂的核心作用,并证明了其参与糖尿病和其他慢性疾病,包括神经变性和癌症。胰岛素的生物作用由其受体-胰岛素受体-介导,该受体位于细胞表面。
1920年代首次对患者使用胰岛素时,这是糖尿病治疗的真正突破。然而,产生能够概括内源性胰岛素作用全谱的胰岛素仍然具有挑战性。造成这种情况的主要原因是,我们仍然对胰岛素如何与其受体结合以及该信号如何在细胞内传播尚不了解。”
胰腺胰岛研究所(IPI)的组长ÜnalCoskun博士和德国糖尿病研究中心(DZD)的合伙人德累斯顿保罗朗格汉斯研究所(PLID)
40年前,人们首次提出将胰岛素与受体的两个不同部位结合。尽管对于在这些站点中的第一个发生的相互作用了解很多,但是对于在第二站点中发生的事情知之甚少。了解胰岛素与其受体相互作用的不同方式将使研究人员能够设计出改善的胰岛素相关疾病治疗方法。
在这项新研究中,研究人员展示了胰岛素如何与2号位点结合。使用一种称为冷冻电子显微镜的强大技术,研究人员可以获得与胰岛素结合的胰岛素受体胞外域的详细3D图片。
保罗·兰格汉斯研究所和德国研究中心的共同第一作者特雷西亚·古特曼博士解释说:“关键是在用高浓度的胰岛素饱和后检查胰岛素受体的外部或胞外域。”糖尿病研究。
麦克斯-普朗克生物化学研究所(MPIB)结构细胞生物学系的共同第一作者IngmarSchäfer博士补充说:“我们记录了8,000多个电子显微镜图像,分析了300,000多个单受体颗粒,我们可以从中产生“ T”形复合体的2D图像可重建3D图像。”
这种方法使研究人员首次可以直接观察到胰岛素与位点2的结合,并展示了胰岛素受体如何改变其构象以形成T形结构。该受体由两个相同的部分组成,每个部分包含两个胰岛素结合位点,因此一个受体最多可结合4个胰岛素分子。
同时,科学家们使用计算建模和仿真方法来以原子尺度理解这些相互作用。赫尔辛基大学物理系的Ilpo Vattulainen教授说:“诸如此类的计算技术对于分析活细胞中复杂的动态过程变得越来越重要,它具有允许在计算机上进行药物筛选的额外优势。”
先前分析胰岛素受体结构的研究很难与关于胰岛素如何与其受体相互作用的生化和遗传数据相一致。科学家们希望,有关胰岛素-受体相互作用的这些新细节将最终扩展当前胰岛素与其受体结合的模型,并为基于结构的药物设计新方法铺平道路。
推荐内容
-
自闭症症状可能随着激素途径的改变而改善
加压素的odifying水平,与正在参与的哺乳动物社会行为的调节催产素的激素,能增强人与自闭症谱系障碍的社会功能,根据在两项临床试验结果公
-
保护食物网中的冗余有助于确保生态恢复力
2014年,一种流行病在美国西海岸蔓延,但是除非您在水下,否则您可能没有注意到。在异常高的海洋温度的刺激下,海星消瘦病肆虐了从阿拉斯加
-
2020央视中秋晚会如约而至 千年古都彰显中华风采
【导读】2020年中秋之夜和国庆佳节双节喜相逢,花好月更圆!据最新消息显示,2020年中央广播电视总台中秋晚会已于10月1日20:00,在CCTV1、CCTV
-
什么是中国南北基因差?中国南北基因差有什么意义?
想必大家都知道,基因是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。但是
-
美国对华为限制升级 最主要的限制措施有哪些?
华为高管正面回应美国限制升级,有信心尽快找到解决方案的相关消息引起了网上热议,想必大家对于美国对华为限制升级一事是非常感兴趣的...
-
聚乙烯期货行情趋势 国际黄金疯狂涨不香吗
关于这个聚乙烯期货行情,嗯,小编完全没有话语权,不过讲真的,最近投什么都不如投黄金,前一阵子随便哪个点上阵,这时候已经财富翻番...
-
咖啡含有致癌物吗?这是科学所说的
据新闻报道,如果在加利福尼亚州的诉讼成功,金州商店出售咖啡必须警告顾客,饮用一杯乔可能会对癌症造成风险。但咖啡公司认为,尽管咖...
-
福建一失恋醉汉强吻男店员并抢走千余元 网友:男孩子在外要保护好
日前一则关于失恋醉汉强吻男店员并抢走千余元的消息引起了广泛网友的关注,具体是什么情况呢?下面一起来了解下。近日,福建福州。一男子失
-
如何延长夫妻生活时间?不妨看看这些方法
如何延长夫妻生活时间?不妨看看这些方法 原标题:如何延长夫妻生活时间?不妨看看这些方法
-
7旬大爷带一箱丝巾为妻子拍照 七夕上演“实力宠妻”戏码
【 7旬大爷带一箱丝巾为妻子拍照 】关于7旬老大爷带一箱丝巾为妻子拍照,爱情就是藏在细节里的这个话题,相信小伙伴们是非常有兴趣了解的,