四二硫胰岛素具有与天然人胰岛素相似的生物活性

美国科学家通过增加一个额外的二硫键,使胰岛素在热稳定性更高的同时也同样有效。胰岛素类似物可能对那些难以进入冰箱储存药物的糖尿病患者有益。

与一个估计有4.15亿人全世界都有糖尿病患者,许多研究人员都试图改变他们的结构胰岛素改善患者的治疗选择。其中一些已经取得了成功,现在有胰岛素类似物副作用更小,起效更快,需要注射的次数更少。

尽管取得了这一进展,但患者必须将胰岛素储存在冰箱中,以避免蛋白质聚集和失活。之前制造稳定性更高的胰岛素的尝试同时也降低了它的生物活性。现在,一种胰岛素类似物,由希尔丹尼周犹他大学的一项研究表明,与天然胰岛素相比,它在小鼠体内表现出更高的热稳定性和相似的效力。

天然人胰岛素中有三个二硫键连接两条链(A和B)。希尔和周的研究小组受到胰岛素毒液结构的启发,找到了第四个二硫键的合适区域。胰岛素毒液是捕食鱼类的锥体蜗牛用来诱导高血糖和固定猎物的。天然人胰岛素由一条含有21个氨基酸残基的A链(A1-A21)和一条含有30个氨基酸残基的B链(B1-B30)组成,而蜗牛毒液胰岛素则有一条含有24个氨基酸残基的延长A链和一条只有22个氨基酸残基的截断B链。

科学家们延长了天然人胰岛素的A链,并在延长的A链和b链残基B21-B23之间插入了一个额外的二硫键,并在残基A22和B22上取得了成功。Chou说:“这项工作发现了一个新颖而意想不到的位点,可以在胰岛素上引入额外的二硫键,从而提高蛋白质的整体稳定性。”

在所有市售的胰岛素配方中,相对稳定的六聚体是主要形式。然而,即使存在三个二硫键和六聚体形式,人胰岛素仍然容易形成聚集的原纤维,这使得需要持续冷藏以确保质量。通过添加一个额外的二硫键,科学家们已经制造出一种胰岛素类似物,它具有保留效力、增加聚集稳定性和与天然胰岛素相似的晶体结构

Songnian林美国默克研究实验室(Merck Research Laboratories)研究葡萄糖反应性胰岛素(glucose-responsive insulin)的博士说,这项工作非常令人兴奋。Chou和他的同事们的发现是这一领域的一个重大发展,在保留天然胰岛素的效力和结构特征的同时,显著提高了聚集稳定性。澳门万博公司这对于控制剂量、保持适当的胰岛素通路激活、最大限度地减少潜在的有丝分裂性和免疫原性问题至关重要。”

虽然胰岛素衍生物还处于药物开发的早期阶段,但这一结果也为进一步的研究提供了机会。“我们的研究结果表明,c端A链和B21-B23区域之间的捆绑会导致生物活性变化,从保留效力到减少50倍不等,”Chou补充道。“这一结果为利用这种捆绑策略控制胰岛素的生物活性提供了机会。”例如,可以在这里插入葡萄糖反应栓,以获得葡萄糖反应胰岛素——这是胰岛素治疗中的圣杯。”