2015年8月17日

研究发现了糖尿病研究的新途径

佛罗里达州立大学的一项新研究正在改变研究人员如何看待糖尿病研究以及用于治疗该疾病的药物。

在今天的 美国国家科学院院刊,化学副教授布莱恩·米勒(Brian Miller)和博士后研究员卡尔·惠廷顿(Carl Whittington)报告说,参与人体对葡萄糖反应的一种关键酶实质上可以被科学家们从未见过的新机制破坏。这一发现改变了目前对该酶如何参与某些疾病(包括高胰岛素血症和糖尿病)的认识。

米勒说:“原则上,我们的发现可能为治疗葡萄糖稳态等疾病的新方法打开大门。”

该酶称为葡萄糖激酶,是人体的主要葡萄糖传感器,它在胰腺和肝脏中传递信号,告知人体其他部位摄取和处理葡萄糖。什么时候 受损,一个人经常患有糖尿病或其他与葡萄糖有关的疾病。

由于其在细胞中的作用,葡萄糖激酶作为一种潜在的治疗靶点已受到制药公司的广泛关注。十多年前,研究人员发现了激活该酶的药物,为治疗2型糖尿病提供了希望。

然而,焦点仅在于激活酶的一种方式。 Miller和Whittington的研究表明,实际上还有另一种激活途径。

这项工作表明,这种新的激活机制可在该酶的临床特征性疾病形式中起作用。葡萄糖激酶的激活是高胰岛素血症的已知原因,高胰岛素血症是一种特征,即使在没有葡萄糖的情况下,胰岛素也会过度分泌,经常导致胰岛素抵抗。

惠廷顿说:“葡糖激酶相关的高胰岛素血症的严重程度取决于该酶的激活水平。” “我们的研究很重要,因为它为该酶的功能特性如何在疾病中表现出了新的亮点。”

除了直接的医学意义外,这项新研究还改变了生物化学的基本原理,即变构。变构是控制和调节细胞中蛋白质功能的一种方式。以前,科学家认为,葡萄糖激酶的变构调节取决于生物分子的严格结构转变。但是,新的研究表明,对酶的调节不仅取决于其结构,而且还取决于其固有的柔韧性以及酶在不同时间段内的运动方式。

FSU研究人员与俄亥俄州立大学的RafaelBrüschweiler教授合作,使用了一种称为核磁共振(NMR)的方法来详细探究葡萄糖激酶的功能动力学。这项研究是建立在Miller和Brüschweiler上个月在Angwandte Chemie上发表的另一篇论文的基础上进行的,该论文定量了正常和疾病变异形式的葡萄糖激酶的结构动力学。

“我们可以看到酶的哪些部分以什么速率和速度运动,”布鲁斯韦勒说,“从而直接干扰了催化过程,从而引起了 对葡萄糖水平变化的复杂反应,这对于其在人体中的正常功能至关重要。”

这一发现将激发Miller和Brüschweiler团队的进一步研究,以试图全面了解新的激活过程。

它也可能引起制药界对葡萄糖激酶的新兴趣。

根据美国糖尿病协会的数据,有2910万美国人患有糖尿病,并且病例数有望增加。激活葡萄糖激酶的糖尿病药物有一些并发症。结果,一些公司已经开始寻找其他方法来治疗这种疾病,而新的发现可能有助于这一过程。



更多信息: 单体人类葡萄糖激酶中的双重变构激活机制 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1506664112
Provided 通过 佛罗里达州立大学
引文: 研究发现糖尿病研究的新途径(2015年8月17日) 2020年10月20日检索 from //xasqxhb.com/news/2015-08-uncovers-pathways-diabetes.html
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