Un nuovo studio svolto dall’Università Statale della Florida sta cambiando il modo in cui i ricercatori guardano la ricerca sul diabete e i farmaci usati per trattare la malattia.
Nel numero di oggi de Proceedings of National Academy of Sciences, il Professore Associato e ricercatore post-dottorato Carl Whittington e il chimico Brian Miller hanno individuato un enzima chiave coinvolto nella risposta del corpo al glucosio che può essenzialmente essere corrotto da un nuovo meccanismo mai visto prima dagli scienziati. Questa scoperta sposta l’attuale comprensione di come questo enzima partecipa a certe malattie, tra cui il diabete e l’iperinsulinemia.
“In linea di principio, i nostri risultati potrebbero aprire la porta per un nuovo approccio neltrattamento di malattie della omeostasi del glucosio, come il diabete”, ha detto Miller.
L’enzima è chiamato glucochinasi e serve come sensore del glucosio primario del corpo mentre trasmette i segnali del pancreas e fegato dicendo alle altre zone del corpo di intraprendere la processazione del glucosio. Quando quella funzione enzimatica è compromessa, una persona soffre spesso di diabete, o altre malattie legate al glucosio.
A causa del suo ruolo svolto nelle cellula, la glucochinasi ha ricevuto notevole attenzione da aziende farmaceutiche come un potenziale bersaglio terapeutico. Più di un decennio fa, i ricercatori hanno scoperto i farmaci che attivano l’enzima, così offrendo una speranza nel trattamento del diabete di tipo 2.
L’attenzione, tuttavia, era solo un modo per attivare l’enzima. Miller e Whittington hanno dimostrato che vi è in realtà un’altra strada per l’attivazione.
Il lavoro ha messo in evidenza che questo nuovo meccanismo di attivazione è operativo in forme di malattia caratterizzati clinicamente dell’enzima. L’attivazione della glucochinasi è una causa nota di iperinsulinemia, una malattia caratterizzata da sovra secrezione di insulina anche in assenza di glucosio, e spesso porta alla resistenza all’insulina.
“Iperinsulinemia e Glucochinasi associate variano la gravità a seconda del livello di attivazione di un enzima”, ha detto Whittington. “Il nostro studio è importante perché getta nuova luce su come le proprietà funzionali dell’enzima possono manifestarsi nella malattia”.
Oltre alle conseguenze mediche dirette, il nuovo studio sposta anche un principio fondamentale della biochimica noto come l’allosteria. Allosteria è uno dei modi in cui la funzione delle proteine ??nella cellula sono controllate e regolate. In precedenza, gli scienziati credevano che la regolazione allosterica della glucochinasi dipendeva da severe transizioni strutturali delle biomolecole. Ma, la nuova ricerca indica che la regolamentazione dell’enzima si basa non solo sulla sua struttura, ma anche dalla flessibilità intrinseca e di come dell’enzima è posizionato sopra in diversi periodi di tempo.
In collaborazione con il professor Rafael Brüschweiler della Università Statale dell’Ohio, i ricercatori hanno utilizzato un metodo noto come la risonanza magnetica nucleare per sondare le dinamiche funzionali del glucochinasi in grande dettaglio. Questa ricerca costruita su un altro studio di Miller e Brüschweiler pubblicato su Angwandte Chemie il mese scorso ha quantificato le dinamiche strutturali di entrambe le forme normali della malattia-variante della glucochinasi.
“Possiamo vedere quali parti dell’enzima si muovono e in che percentuale e velocità”, ha detto Brüschweiler, “e quindi interferire direttamente con il processo catalitico, dando origine a questo enzima s ‘la complessa risposta ai cambiamenti dei livelli di glucosio è essenziale per la sua corretta funzione nel corpo umano. ”
Questa scoperta stimolerà ulteriori ricerche da parte del team di Miller e Brüschweiler, nel tentativo di comprendere appieno il nuovo processo di attivazione.
Si può anche generare un rinnovato interesse per la glucochinasi da parte dell’arena farmaceutica.
Secondo l’American Diabetes Association, 29,1 milioni di americani hanno il diabete e il numero è destinato ad aumentare. Ci sono state alcune complicazioni con i farmaci per il diabete che attivano la glucochinasi, di conseguenza, alcune aziende hanno iniziato a cercare altre opzioni per curare la malattia, e le nuove scoperte potrebbero aiutare questo processo.