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锥蜗牛的毒液可能导致未来的糖尿病治疗

锥形贝壳因其色彩缤纷的图案而深受贝壳收藏家的喜爱,但光滑斑驳的贝壳也是锥形蜗牛的家园,锥形蜗牛能够喷出一种可以使猎物麻痹的强效胰岛素样毒液。新罕布什尔大学的研究人员发现,这种毒液的变体,称为锥蜗牛胰岛素 (Con-Ins),可以为开发新的速效药物以帮助治疗糖尿病提供未来的可能性。

化学工程副教授 Harish Vashisth 说:“糖尿病正在以惊人的速度上升,寻找新的替代品来为患有这种疾病的患者开发有效且经济实惠的药物变得越来越重要。” “我们的工作发现,与人体激素相比,模拟的 Con-Ins 变体或类似物与体内受体的结合甚至更好,并且可能发挥更快的作用,这可能使它们成为稳定血糖水平和新疗法潜力的有利选择。 ”

在他们最近发表在《蛋白质:结构、功能和生物信息学》杂志上的研究中,研究人员更仔细地观察了蜗牛毒液,这种毒液会引起低血糖反应,从而降低血糖水平。与体内制造的胰岛素不同,毒液的肽序列——使其能够与人类胰岛素受体结合——要短得多。为了测试它是否仍能有效结合,研究人员使用了锥蜗牛C毒液中胰岛素样肽的序列geographus作为模板来模拟六种不同的 Con-Ins 类似物。新创建的变体由比人胰岛素短得多的肽链组成——缺少人胰岛素 B 链的最后八个残基。

为了研究新的 Con-Ins 结构的稳定性和可变性,他们在接近生理环境(考虑水溶剂、溶液盐度、温度和压力)中对每个 Con-Ins 变异复合物与人胰岛素受体进行了多次独立的计算机模拟)。他们发现每种胰岛素复合物在模拟过程中都保持稳定,并且设计的肽结合力很强——甚至比天然产生的人胰岛素激素还要好。然后将相互作用与人胰岛素受体进行比较,并确定每个 Con-Ins 变体在人胰岛素中几乎没有可行的残基替代。

“虽然需要更多的研究,但我们的研究表明,尽管肽序列较短,但锥蜗牛毒液可能是一种可行的替代品,我们希望它能激发未来新的速效药物选择的设计,”博士后研究人员 Biswajit Gorai 说。副和主要作者。

某些锥形蜗牛释放的胰岛素样毒液非常危险,会导致低血糖休克,使鱼和潜在猎物无法活动。C. geographus是已知物种中毒性最强的蜇伤,并且有人类死亡的报告,特别是对于不知道蜗牛毒液的毫无戒心的潜水员。

资金由美国国立卫生研究院国立普通医学科学研究所提供,奖励号为 R35GM138217。内容完全由作者负责,并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。