論文出處
https://www.nature.com/articles/s41589-022-00981-0
https://imgur.com/F45UQoa
這一次,猶他大學(UU,美國)、斯坦福大學(SU,美國)和哥本哈根大學(UC,丹麥)
的研究團隊專注於這種速效作用,並開發了一種新的胰島素來源。
芋螺瞬間注射了有毒的胰島素,小魚因為低血糖休克而暈倒。
然而,目前人類用於醫療的胰島素並沒有這種立竿見影的效果。
為什麼芋螺胰島素起效這麼快?
要知道其中的奧秘,首先要了解胰島素的工作原理。
胰島素是一種降低血糖水平的激素,由胰腺產生。
但是,當您患有糖尿病時,您無法製造足夠的胰島素或胰島素無效,因此血液中流動的糖
量會增加。
因此通過外注射來補充不足的胰島素。
為了使胰島素在體內有效,該分子必須處於一種狀態(稱為單體) 。
然而,注射用胰島素藥物由六個分子(六聚體)組成。
這是因為胰島素分子在6分子狀態下是可以穩定保存。
當它被注入體內時,必須經歷稀釋降解成單體,這樣胰島素才可以進入血管,
到達全身各個細胞,發揮作用,降低血糖。
問題是這個過程需要一個小時。
然而,這個研究小組的海倫娜·薩法維(Helena Safavi )在猶他大學做博士後研究時發
現芋螺(Conus geographus)的毒性胰島素“不會形成分子簇”
還有大約 150 種其他芋螺具有類似的毒性胰島素。
Abstract
Cone snail venoms contain a wide variety of bioactive peptides, including
insulin-like molecules with distinct structural features, binding modes and
biochemical properties. Here, we report an active humanized cone snail venom
insulin with an elongated A chain and a truncated B chain, and use
cryo-electron microscopy (cryo-EM) and protein engineering to elucidate its
interactions with the human insulin receptor (IR) ectodomain. We reveal how
an extended A chain can compensate for deletion of B-chain residues, which
are essential for activity of human insulin but also compromise therapeutic
utility by delaying dissolution from the site of subcutaneous injection. This
finding suggests approaches to developing improved therapeutic insulins.
Curiously, the receptor displays a continuum of conformations from the
symmetric state to a highly asymmetric low-abundance structure that displays
coordination of a single humanized venom insulin using elements from both of
the previously characterized site 1 and site 2 interactions.