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      提高治療性胰島素模仿胰島素在體內(nèi)工作方式的能力
      
			
      
				2019-11-17 14:41:55
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      自將近100年前發(fā)現(xiàn)胰島素以來，科學(xué)家一直在探索胰島素如何與其受體相互作用，以提高治療性胰島素模仿胰島素在體內(nèi)工作方式的能力。在一項(xiàng)新研究中，研究人員通過顯示胰島素如何在第二個(gè)結(jié)合位點(diǎn)與其受體相互作用，解決了難題的關(guān)鍵部分。
      

      提高治療性胰島素模仿胰島素在體內(nèi)工作方式的能力
      

      來自德累斯頓Paul Langerhans研究所(Helmholtz ZentrumMünchen的衛(wèi)星和德國(guó)糖尿病研究中心的合作伙伴)和德國(guó)德累斯頓TU醫(yī)學(xué)院的卡爾古斯塔夫·卡洛斯(Carl Gustav Carus)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)以及馬克斯·普朗克研究所的同事德國(guó)慕尼黑生物化學(xué)學(xué)院，加拿大麥吉爾大學(xué)和芬蘭赫爾辛基大學(xué)將于2019年11月14日在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》(JCB)上發(fā)表其研究結(jié)果。
      

      先前的研究詳細(xì)介紹了胰島素作為血糖調(diào)節(jié)劑的核心作用，并證明了其參與糖尿病和其他慢性疾病，包括神經(jīng)變性和癌癥。胰島素的生物作用由其受體-胰島素受體-介導(dǎo)，該受體位于細(xì)胞表面。
      

      1920年代首次對(duì)患者使用胰島素時(shí)，這是糖尿病治療的真正突破。然而，產(chǎn)生能夠概括內(nèi)源性胰島素作用全譜的胰島素仍然具有挑戰(zhàn)性。造成這種情況的主要原因是，我們?nèi)匀粚?duì)胰島素如何與其受體結(jié)合以及該信號(hào)如何在細(xì)胞內(nèi)傳播尚不了解。
      

      40年前，人們首次提出將胰島素與受體的兩個(gè)不同部位結(jié)合。盡管對(duì)于在這些站點(diǎn)中的第一個(gè)發(fā)生的相互作用了解很多，但是對(duì)于在第二站點(diǎn)中發(fā)生的事情知之甚少。了解胰島素與其受體相互作用的不同方式將使研究人員能夠設(shè)計(jì)出改善的胰島素相關(guān)疾病治療方法。
      

      在這項(xiàng)新研究中，研究人員展示了胰島素如何與2號(hào)位點(diǎn)結(jié)合。使用一種稱為冷凍電子顯微鏡的強(qiáng)大技術(shù)，研究人員可以獲得與胰島素結(jié)合的胰島素受體胞外域的詳細(xì)3D圖片。
      

      保羅·蘭格漢斯研究所和德國(guó)研究中心的共同第一作者特雷西亞·古特曼博士解釋說：“關(guān)鍵是在用高濃度的胰島素飽和后檢查胰島素受體的外部或胞外域。”糖尿病研究。
      

      麥克斯-普朗克生物化學(xué)研究所(MPIB)結(jié)構(gòu)細(xì)胞生物學(xué)系的共同第一作者IngmarSchäfer博士補(bǔ)充說：“我們記錄了8,000多個(gè)電子顯微鏡圖像，分析了300,000多個(gè)單受體顆粒，我??們可以從中產(chǎn)生“ T”形復(fù)合體的2D圖像可重建3D圖像。”
      

      這種方法使研究人員首次可以直接觀察到胰島素與位點(diǎn)2的結(jié)合，并展示了胰島素受體如何改變其構(gòu)象以形成T形結(jié)構(gòu)。該受體由兩個(gè)相同的部分組成，每個(gè)部分包含兩個(gè)胰島素結(jié)合位點(diǎn)，因此一個(gè)受體最多可結(jié)合4個(gè)胰島素分子。
      

      同時(shí)，科學(xué)家們使用計(jì)算建模和仿真方法來以原子尺度理解這些相互作用。赫爾辛基大學(xué)物理系的Ilpo Vattulainen教授說：“諸如此類的計(jì)算技術(shù)對(duì)于分析活細(xì)胞中復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程變得越來越重要，它具有允許在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行藥物篩選的額外優(yōu)勢(shì)。”
      

      先前分析胰島素受體結(jié)構(gòu)的研究很難與關(guān)于胰島素如何與其受體相互作用的生化和遺傳數(shù)據(jù)相一致?？茖W(xué)家們希望，有關(guān)胰島素-受體相互作用的這些新細(xì)節(jié)將最終擴(kuò)展當(dāng)前胰島素與其受體結(jié)合的模型，并為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)新方法鋪平道路。
      
			

			
        
      
			
      
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