研究人员发现一种新的胰岛素与受体相互作用的方式

胰岛素的发现近100年来,科学家们已经探索如何与受体相互作用的目的,提高治疗胰岛素的能力模仿体内胰岛素的工作方式。在一项新的研究中,研究人员已经解决了一个关键的难题通过展示胰岛素与受体相互作用在第二个结合位点。保罗•朗格汉斯研究所的科学家小组德累斯顿(亥姆霍兹慕尼黑中心的的卫星和一个伙伴德国糖尿病研究中心)和医学院卡尔·古斯塔夫词Carus涂在德国德累斯顿,与同事一起在慕尼黑马克斯普朗克研究所的生物化学,德国、加拿大麦吉尔大学和芬兰赫尔辛基大学将发表他们的研究成果11月14日,2019年的细胞生物学杂志(JCB)。

先前的研究已经详细的核心作用胰岛素作为管理者的血糖,并演示了其参与糖尿病和其他慢性疾病,包括神经退化和癌症。胰岛素的生物行为是由其receptor-the胰岛素受体是细胞表面局部。

“当胰岛素管理病人首次在1920年代,这是一个真正的突破治疗糖尿病。然而,它仍然是具有挑战性的生成胰岛素的全面概括内源性胰岛素的行动,”博士解释道Unal Coskun,组长在胰岛研究所(IPI)和保罗·朗格汉斯学院德累斯顿(PLID),德国糖尿病研究中心的合作伙伴(DZD)。“主要的原因是,我们仍然不足够了解胰岛素与其受体结合,这个信号如何传播细胞内。”

胰岛素是首次提出绑定到两个不同的网站在其受体40年前。虽然是理解的交互发生在第一个网站,很少知道发生了什么在第二个网站。理解的不同方式,胰岛素与受体将允许研究人员设计改进治疗insulin-related紊乱。

在新的研究中,低温电子显微镜的结构完整、ectodomain ligand-saturated胰岛素受体,研究人员表明胰岛素结合网站2。使用一个强大的技术称为低温-电子显微镜,研究人员获得详细的3 d画面胰岛素受体ectodomain绑定到胰岛素。

“关键是检查外,或ectodomain,饱和后的胰岛素受体与高浓度的胰岛素,“Theresia古德曼博士解释道,co-first研究的作者保罗·朗格汉斯研究所和德国糖尿病研究中心。

Co-first作者英格玛·谢弗博士的结构性大研究所细胞生物学生物化学(MPIB)补充道,“我们记录超过8000电子显微镜图像和分析超过300000单受体粒子,从中我们可以生成二维图像的“T”形复杂的重建三维图像。”

这种方法允许研究者直接观察到胰岛素的绑定网站首次2,说明胰岛素受体改变其构象形成t型结构。受体包括两个相同的部分,每一个包含两个胰岛素结合位点,所以4胰岛素分子受一个受体。

并行,科学家们使用计算机建模和仿真方法,理解不了这些原子尺度上的相互作用。这样的“计算技术正变得越来越重要在活细胞分析复杂的动态过程,允许毒品屏幕的优势表现在硅片,”教授说Ilpo Vattulainen从赫尔辛基大学物理系。

先前的研究分析胰岛素受体的结构与生化和基因数据很难协调胰岛素与受体相互作用。科学家们希望这些新的细节有关胰岛素受体相互作用最终将扩大目前的模型胰岛素结合其受体和铺平了道路对基于结构的药物设计的新方法。

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