Structural Insights to Insulin Receptor Ligand Interactions
胰岛素受体配体相互作用的结构见解
基本信息
- 批准号:10367480
- 负责人:
- 金额:$ 39.71万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-25 至 2026-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
ABSTRACT
Insulin treatment dramatically improves the health of people with diabetes, and is usually administered as a daily
long-acting insulin and a prandial fast-acting insulin. Despite considerable success, a number of important
challenges remain, including three major limitations that are addressed in this proposal. First, even the best
clinically-available fast-acting insulins are too slow and last too long to provide tight control of serum glucose
within the physiological range, resulting in substantial excursions outside of this range and chronic hyperglycemia
or acute hypoglycemic complications. Second, currently available insulins require continual refrigeration to avoid
aggregation, whereas therapeutic insulins that do not require cold-chain delivery would offer considerable
advantages, especially for use in long-term insulin pumps and in circumstances where electrical power is
unreliable. Third, because insulin stimulates two signals, one therapeutically advantageous for metabolic control
(Akt pathway) and one therapeutically concerning for mitogenic growth (Erk pathway), there is interest in
developing analogs that preferentially stimulate the Akt pathway. This proposal takes a biochemical and
structure-based approach to gain mechanistic insight to each of these concerns, including cryo-EM structure
determination of receptor-ligand complexes complemented by a variety of approaches, including cell signaling
and mouse glucose-responsiveness studies. Aim 1 focusses on two humanized variants of cone snail venom
insulins, which lack residues that make native insulin dimeric and inherently slow acting upon subcutaneous
injection, and have been engineered to provide fast response, short duration of action, and high potency. Aim 2
focusses on approaches to render insulins resistant to aggregation/fibrillation, including following up on the
surprising finding that one of the humanized venom insulins is highly resistant to aggregation. Aim 3 explores
the remarkable property of some receptor ligands to elicit biased signaling that emphasizes either the Akt or the
Erk pathways, and offers potential to understand the structural basis for these effects. Completion of these aims
will provide fundamental mechanistic insights and inform efforts to develop improved therapeutics.
抽象的
胰岛素治疗极大地改善了糖尿病患者的健康
长效胰岛素和奶油快速作用胰岛素。尽管取得了很大的成功,但许多重要
仍然存在挑战,包括该提案中解决的三个主要限制。首先,即使是最好的
临床上可用的快速作用胰岛素太慢,持续时间太长,无法对血清葡萄糖进行严格的控制
在生理范围内,导致该范围以外的大量偏移和慢性高血糖
或急性降血糖并发症。第二,当前可用的胰岛素需要持续的制冷以避免
聚集,而不需要冷链交付的治疗性胰岛素将提供相当大的
优势,特别是用于长期胰岛素泵和电力的情况
不可靠。第三,因为胰岛素刺激两个信号,一种在治疗上对代谢控制有利
(AKT途径)和一种有关有丝分裂生长(ERK途径)的治疗方法,对
开发优先刺激AKT途径的类似物。该建议采用生化和
基于结构的方法来获得对这些问题的机械洞察力,包括冷冻EM结构
通过多种方法补充的受体配体复合物的确定,包括细胞信号
和小鼠葡萄糖反应研究。目标1重点介绍两个人源化蜗牛毒液的变体
胰岛素缺乏使天然胰岛素二聚体并固有地作用于皮下的残留物
注射,并已设计为提供快速响应,短时间的作用和高效力。目标2
专注于使胰岛素具有抗聚合/纤颤的胰岛素的方法,包括跟进
令人惊讶的是,人性化的毒液胰岛素之一对聚集具有很高的抵抗力。 AIM 3探索
某些受体配体的显着特性引起了强调AKT或
ERK途径,并提供了了解这些影响的结构基础的潜力。这些目标的完成
将提供基本的机械见解,并为开发改进的治疗剂提供努力。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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数据更新时间:2024-06-01
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