Metaller påvirker C-peptidhormon relateret til insulin

Metaller som zink, kobber og krom binder sig til og påvirker et peptid involveret i insulinproduktion, ifølge nyt arbejde fra kemikere ved University of California, Davis. Forskningen er en del af et nyt felt inden for "metalloendokrinologi", der tager et detaljeret kig på metallers rolle i biologiske processer i kroppen.

"Vi stiller spørgsmål, som folk ikke var klar over, at vi ikke har svarene på, sagde Marie Heffern, assisterende professor i kemi ved UC Davis og seniorforfatter på papiret, offentliggøres i tidsskriftet ChemBioChem .

Metaller spiller en rolle i mange biokemiske processer. Hæmoglobin indeholder jern og transporterer ilt i blodet; zink og kobber er involveret i en tredjedel til halvdelen af ​​alle kropsfunktioner. Men mens forskerne kender den samlede mængde af et element i en given komponent af kroppen, såsom blod, de kender generelt ikke den nøjagtige placering af disse metaller, den tilstand de er i eller deres biologiske rolle i kroppen.

"Et metal er en ingrediens - det, du gør med det, er det, der gør forskellen, " sagde Heffern. Hendes laboratorium på UC Davis bruger nye teknikker til at forstå, hvordan metaller fordeles inden i og uden for celler, hvordan de binder sig til proteiner og andre molekyler og den subtile indflydelse de har på disse molekyler.

Den nye undersøgelse kiggede på C-peptid, eller forbindende peptid, en kort kæde af aminosyrer. C-peptid undersøges for potentiale til behandling af nyresygdom og nerveskade ved diabetes, så enhver bedre forståelse af, hvordan det opfører sig under forskellige forhold, kunne være nyttigt i lægemiddeludvikling.

Påvirker form og optagelse af celler

Når bugspytkirtlen laver insulin, C-peptid forbinder to kæder af insulin i et indledende trin. C-peptid skæres derefter ud, opbevares sammen med insulin og frigives på samme tid. C-peptid plejede at blive betragtet som et biprodukt af insulinproduktion, men nu ved forskerne, at det fungerer som et hormon i sig selv.

Forskerne målte, hvor let zink, kobber og krom bundet til C-peptid i reagensglas, og hvordan metallerne påvirkede cellernes evne til at optage C-peptid.

Metallerne havde subtile virkninger på strukturen af ​​C-peptid, især på dets evne til at krølle ind i en helix under nogle forhold. Kobber og krom forhindrede celler i at optage hormonet, men andre metaller såsom zink, kobolt og mangan havde ikke en sådan effekt.

Resultaterne viser, at metaller potentielt kan "tune" aktiviteten af ​​hormoner såsom C-peptid ved at ændre deres struktur eller påvirke optagelsen i celler, sagde Heffern. Yderligere forfattere på papiret er postdoc-forsker Michael Stevenson, forskningsspecialist Kylie Uyeda, kandidatstuderende Jessica San Juan og Ian Farran, bachelor med speciale i biokemi og molekylærbiologi.