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MTD_DDG_2018_04

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diabeteszeitung · 3. Jahrgang · Nr. 4 · 25. April <strong>2018</strong><br />

News & Fakten<br />

5<br />

Funktionsweise des Insulinrezeptors<br />

entschlüsselt<br />

Mithilfe der Nanodisc-Technologie lassen sich Veränderungen direkt beobachten<br />

Insulin<br />

NEUHERBERG. Knapp 100 Jahre<br />

nach der Entdeckung des Insulins<br />

konnte ein deutsch-amerikanisches<br />

Forscherteam zeigen, wie genau das<br />

Hormon seinen Rezeptor aktiviert.<br />

Auf deutscher Seite waren Dresdner<br />

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler<br />

des Deutschen Zentrums<br />

für Diabetesforschung (DZD) beteiligt.<br />

Der Insulinrezeptor ist innerhalb<br />

der Zellmembran lokalisiert<br />

und gehört zur Gruppe der Wachstumsfaktorrezeptoren.<br />

Bisher war<br />

bekannt, dass Insulin von außen<br />

an den Rezeptor bindet. Daraufhin<br />

ändert sich die Form des Proteins<br />

auf der Zellinnenseite, um das Signal<br />

weiterzugeben. Doch die genaue<br />

Art der Strukturänderung<br />

blieb jahrzehntelang ein Rätsel. Nun<br />

konnte ein deutsch-amerikanisches<br />

Forscherteam den Insulinrezeptor in<br />

Aktion visualisieren.<br />

die Kinasedomänen berühren und<br />

sehr wahrscheinlich die Signalübertragung<br />

auslösen “, erläutert Professor<br />

Dr. Thomas Walz, Rockefeller<br />

University, New York.<br />

„Die in Nanodiscs eingebetteten<br />

Rezeptoren bieten eine vollkommen<br />

neue Möglichkeit, um weitere<br />

Fragen bezüglich der Insulinrezeptoraktivierung<br />

zu beantworten und<br />

potenziell therapeutische Wirkstoffe<br />

in definierten Umgebungen zu<br />

untersuchen“, betont Dr. Coskun.<br />

DZD<br />

Gutmann T et al. J Cell Biol <strong>2018</strong>, DOI: 10.1083/<br />

jcb.201711<strong>04</strong>7<br />

®<br />

Bindet Insulin an<br />

den Insulinrezeptor,<br />

verändert dieser<br />

seine Form von<br />

einer U- in eine<br />

T-förmige<br />

Struktur.<br />

Foto: Gutmann et al.<strong>2018</strong><br />

Inaktiver<br />

Insulinrezeptor<br />

Nanodisc<br />

DUO TD–4285<br />

Aktiver<br />

Insulinrezeptor<br />

Einblicke in die Aktivierung<br />

des Insulinrezeptors<br />

Die Forschenden haben mithilfe von<br />

Nanodiscs – das sind winzig kleine,<br />

scheibenförmige Miniaturmembranen<br />

– die Funktionsweise des<br />

Insulinrezeptors entschlüsselt. „Um<br />

Einblicke in die Rezeptoraktivierung<br />

zu erhalten, haben wir vollständige,<br />

humane Insulinrezeptoren aufgereinigt<br />

und in die Nanodiscs eingebettet“,<br />

erklärt Co-Erstautorin der<br />

Studie Theresia Gutmann vom<br />

Paul-Langerhans-Institut Dresden<br />

des Helmholtz Zentrums München<br />

am Universitätsklinikum Carl Gustav<br />

Carus der TU Dresden (PLID),<br />

einem Partner des DZD. So waren<br />

Veränderungen am Rezeptor direkt<br />

unter dem Mikroskop sichtbar.<br />

Wenn es auf einfaches<br />

Blutzucker-Messen<br />

ankommt.<br />

Wie wird das Signal<br />

in die Zelle übertragen?<br />

„Durch die Nanodisc-Technologie<br />

konnten wir den Insulinrezeptor<br />

erstmals in einer definierten Membranumgebung<br />

untersuchen“, führt<br />

Dr. Ünal Coskun weiter aus. Er<br />

ist Co-Seniorautor der Studie und<br />

Gruppenleiter am Institut für Pankreatische<br />

Inselzellforschung des<br />

PLID. Das Ergebnis waren neue Bilder<br />

und Einblicke in den Wirkmechanismus<br />

(s. Abb.).<br />

In Abwesenheit von Insulin weist<br />

der Rezeptor die Gestalt eines umgekehrten<br />

“U” auf und hält so die<br />

beiden Enden voneinander getrennt.<br />

Allerdings müssen genau diese beiden<br />

Enden – die sogenannten Kinasedomänen<br />

– für die Signalweitergabe<br />

zusammengeführt werden.<br />

„Bindet nun das Insulin, verformt<br />

sich der Rezeptor und nimmt eine<br />

T-förmige Struktur an, wodurch sich<br />

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