Insulin is a key hormone controllin

Insulin is a key hormone controlling glucose homeostasis. All known vertebrate insulin analogs have a classical structure with three 100% conserved disulfide bonds that are essential for structural stability and thus the function of insulin. It might be hypothesized that an additional disulfide bond may enhance insulin structural stability which would be highly desirable in a pharmaceutical use. To address this hypothesis, we designed insulin with an additional interchain disulfide bond in positions A10/B4 based on Cα-Cα distances, solvent exposure, and side-chain orientation in human insulin (HI) structure. This insulin analog had increased affinity for the insulin receptor and apparently augmented glucodynamic potency in a normal rat model compared with HI. Addition of the disulfide bond also resulted in a 34.6°C increase in melting temperature and prevented insulin fibril formation under high physical stress even though the C-terminus of the B-chain thought to be directly involved in fibril formation was not modified. Importantly, this analog was capable of forming hexamer upon Zn addition as typical for wild-type insulin and its crystal structure showed only minor deviations from the classical insulin structure. Furthermore, the additional disulfide bond prevented this insulin analog from adopting the R-state conformation and thus showing that the R-state conformation is not a prerequisite for binding to insulin receptor as previously suggested. In summary, this is the first example of an insulin analog featuring a fourth disulfide bond with increased structural stability and retained function.

Kết quả (Việt) 1:

Insulin là một hormone quan trọng kiểm soát glucose homeostasis. Tất cả được biết đến có xương sống insulin chất thay bữa có một cấu trúc cổ điển với ba trái phiếu 100% bảo tồn đisulfua là rất cần thiết cho cấu trúc ổn định và do đó các chức năng của insulin. Nó có thể được đưa ra giả thuyết rằng một liên kết disulfua bổ sung có thể tăng cường insulin ổn định cấu trúc đó sẽ là rất mong muốn sử dụng dược phẩm. Để giải quyết các giả thuyết này, chúng tôi thiết kế insulin với một trái phiếu disulfua interchain bổ sung ở các vị trí A10/B4 dựa vào khoảng cách, dung môi tiếp xúc và side-chuỗi định hướng trong cơ cấu của con người insulin (HI) Cα-Cα. Này insulin tương tự đã tăng mối quan hệ cho các thụ thể insulin và dường như tăng cường hiệu lực glucodynamic trong một mô hình chuột bình thường so với HI. Bổ sung các mối liên kết disulfua cũng dẫn đến một sự gia tăng 34,6 ° C trong nhiệt độ nóng chảy và ngăn không cho insulin fibril hình thành dưới sự căng thẳng thể chất cao mặc dù C-terminus B-chuỗi suy nghĩ để được trực tiếp tham gia vào sự hình thành fibril không thay đổi. Quan trọng, tương tự này là có khả năng tạo thành hexamer sau khi bổ sung Zn là điển hình cho loại hoang insulin và cấu trúc tinh thể của nó cho thấy chỉ có trẻ vị thành niên độ lệch từ cấu trúc cổ điển insulin. Hơn nữa, mối liên kết disulfua bổ sung ngăn cản này insulin tương tự từ việc áp dụng conformation R-nhà nước và vì thế Hiển thị rằng conformation R-nhà nước không phải là một điều kiện tiên quyết cho các ràng buộc với thụ thể insulin như đề nghị trước đó. Tóm lại, đây là ví dụ đầu tiên của một insulin tương tự với một liên kết disulfua thứ tư với gia tăng sự ổn định cấu trúc và giữ lại chức năng.

Kết quả (Việt) 2:

Insulin là một hormone chính kiểm soát cân bằng nội môi glucose. Tất cả các chất tương tự insulin có xương sống được biết đến có một cấu trúc cổ điển với ba 100% trái phiếu disulfide bảo tồn là rất cần thiết cho sự ổn định cấu trúc và do đó các chức năng của insulin. Nó có thể được đưa ra giả thuyết rằng một cầu nối disulfide bổ sung có thể tăng cường insulin ổn định cấu trúc đó sẽ được đánh giá cao mong muốn trong một sử dụng dược phẩm. Để giải quyết giả thuyết này, chúng tôi thiết kế insulin với một cầu nối disulfide buộc xây xích thêm ở các vị trí A10 / B4 dựa trên khoảng cách Cα-Cα, tiếp xúc với dung môi, và định hướng phụ chuỗi trong insulin người (HI) cấu trúc. tương tự insulin này đã tăng ái lực với thụ thể insulin và dường như tăng cường hiệu lực glucodynamic trong một mô hình chuột bình thường so với HI. Ngoài ra các cầu nối disulfide cũng dẫn đến một C tăng 34,6 ° trong nhiệt độ nóng chảy và ngăn ngừa sự hình thành sợi nhỏ insulin bị căng thẳng về thể chất cao mặc dù C-ga cuối của B-chuỗi nghĩ để được trực tiếp tham gia hình thành sợi nhỏ đã không được sửa đổi. Quan trọng hơn, tương tự này là khả năng hình thành hexame khi Zn Ngoài ra là điển hình cho kiểu hoang dại insulin và cấu trúc tinh thể của nó cho thấy chỉ có độ lệch nhỏ từ các cấu trúc insulin cổ điển. Hơn nữa, các cầu nối disulfide thêm ngăn tương tự insulin này từ việc áp dụng các cấu R-nhà nước và do đó cho thấy rằng cấu R-nhà nước không phải là một điều kiện tiên quyết để liên kết với thụ thể insulin như đề xuất trước đó. Tóm lại, đây là ví dụ đầu tiên của một tương tự insulin gồm có một cầu nối disulfide thứ tư với tăng ổn định cấu trúc và chức năng giữ lại.