Важнейший гормон инсулин нуждается в помощи в приобретении правильной структуры. Белок, который помогает в процессе сворачивания инсулина, был обнаружен в новом исследовании, проведенном учеными из Департамента биомедицинских наук Копенгагенского университета. Они надеются, что результаты новых исследований могут быть использованы для разработки методов лечения таких состояний, как повышенный уровень инсулина в крови, известный как гиперинсулинемия.
Несмотря на то, что исследователи были знакомы с гормоном инсулином и изучали его более ста лет, особенно в связи с диабетом, они по-прежнему делают новые открытия, касающиеся этого гормона. Теперь исследователи с факультета здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета обнаружили ранее неизвестный процесс производства инсулина. Новые результаты исследования только что опубликованы в научном журнале Diabetes.
Инсулин вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы. Гормон производится в виде предшественника проинсулина. Чтобы проинсулин превратился в функциональный инсулин, его необходимо правильно свернуть и обработать, чтобы получить правильную структуру с помощью белков, которые называются шаперонами. Исследователи обнаружили и определили такой шаперон. Шаперон проинсулина, называемый регулируемым глюкозой белком GRP94.
"Несмотря на то, что проинсулин имеет относительно короткую последовательность, ему все еще нужна помощь в приобретении правильной структуры, чтобы стать зрелым, функциональным инсулином. Однако несколько других исследований показали, что проинсулин можно сворачивать без помощи белков в искусственных бесклеточных условиях. Тем не менее, наше исследование, проведенное на живых клетках, показывает, что проинсулин складывается неправильно и не приобретает правильную структуру без помощи GRP94," – говорит последний автор исследования, доцент Михал Томаш Мацек с факультета биомедицинских наук Копенгагенского университета.
Нарушение производства и секреции инсулина
В ходе исследования исследователи удалили или ингибировали белок GRP94, чтобы увидеть, что происходит с проинсулином и клетками. Они заметили, что проинсулин сложен неправильно и бета-клетки не секретируют достаточное количество инсулина. Однако исследователи были удивлены, узнав, что удаление GRP94 не повлияло на жизнеспособность клеток. С клетками ничего не произошло после того, как они удалили белок.
"Это удивительно, потому что можно было бы ожидать, что бета-клетки умрут от стресса, когда внутри клеток накапливается огромное количество неправильно свернутого проинсулина. Это все равно, что снять несущую балку без ослабления конструкции. Это указывает на то, что белок GRP94 выполняет очень специализированную функцию, и что бета-клетки хорошо подготовлены для выработки эффективных ответов, чтобы справиться с последствиями неправильной укладки проинсулина. В настоящее время мы работаем, чтобы понять эти реакции и их биологические и патологические последствия," говорит доцент Михал Томаш Мажец.
По мнению исследователей, результаты исследования могут позволить в будущем управлять процессом перехода от проинсулина к инсулину в бета-клетках организма. Если вы можете использовать лекарство для ингибирования вспомогательного белка, в результате секреция инсулина снизится. Это было бы полезно в связи с такими состояниями, как гиперинсулинемия, когда организм вырабатывает слишком много инсулина. В долгосрочной перспективе они также надеются, что новые знания будут полезны в связи с диабетом 1 и 2 типа.
"Мы надеемся, что это новое открытие поможет при разработке новых лекарств. Понимание биологических процессов, лежащих в основе производства инсулина в клетках, позволит нам изменить эти процессы. Таким образом, мы надеемся, что сможем подавить избыточную выработку инсулина, как это происходит у детей и взрослых с гиперинсулинемией. В долгосрочной перспективе мы также надеемся, что сможем увеличить выработку инсулина, облегчить большую нагрузку на производство бета-клеток в связи с диабетом 2 типа и дольше поддерживать их секреторную функцию без необходимости инъекций инсулина," говорит доцент Михал Томаш Мажец.