Onderzoekers van Tokai, Osaka, Tohoku en Fukuoka Universities rapporteren in het tijdschrift Communicatiechemie over de synthese van insuline op basis van de zelfassemblage van polypeptideketens met een efficiëntie van ongeveer 40 procent. Deze nieuwe benadering zal naar verwachting flexibiliteit mogelijk maken bij het synthetiseren van op volgorde gemaakte insulineverbindingen die niet kunnen worden geproduceerd met behulp van conventionele biologische benaderingen op basis van genetische manipulatie.

Insuline is een hormoon dat de stijging van de bloedglucosespiegel na de maaltijd verlaagt en wordt gebruikt als een therapeutisch middel voor diabetes. Omdat insuline een karakteristieke moleculaire structuur heeft waarin twee peptideketens (A- en B-ketens) zijn verbonden door twee disulfidebruggen (SS-bindingen), chemische synthese wordt als moeilijk te realiseren beschouwd. Momenteel, insuline wordt geproduceerd door een genetisch manipulatieproces.

Michio Iwaoka aan de Tokai Universiteit, Japan, in samenwerking met collega's Hironobu Hojo aan de Osaka University Kenji Inaba aan de Tohoku University, en Setsuko Ando aan de Fukuoka Universiteit, rapporteren over hun succes bij het efficiënt synthetiseren van insuline door alleen chemische processen te gebruiken die gebaseerd zijn op organische synthese.

Het onderzoeksteam heeft eerder gerapporteerd over de efficiënte chemische synthese van insuline (seleno-insuline) waarbij selenocysteïne werd vervangen door insuline dat cysteïne bevat om de SS-binding tussen de peptideketens te vervangen door een diselenide-crosslink.

In hun meest recente studies, Er zijn verbeteringen aangebracht aan de eerdere synthesemethode van seleno-insuline en natuurlijke insuline (runderinsuline) is geproduceerd met een hogere opbrengst (ongeveer 40 procent) dan seleno-insuline. Door deze nieuwe methode toe te passen, ze zijn erin geslaagd de efficiënte chemische synthese van insulinefamilies zoals humane insuline en humane type 2 relaxine te bewerkstelligen.

Het team onderzocht eerst het proces (oxidatieve vouwroute) waarmee insuline A-keten en insuline B-keten worden gecombineerd om de structuur van natuurlijke insuline te vormen. Op basis van het traject ze slaagden erin de vouwcondities van runderinsuline te optimaliseren en runderinsuline te verkrijgen met een hoge opbrengst van ongeveer 40 procent.

De voordelen van deze synthesemethode zijn dat er geen grootschalige productieapparatuur voor nodig is omdat er geen genetische manipulatietechniek wordt gebruikt en insuline kan worden geproduceerd door het eenvoudige proces van het mengen van A-keten en B-keten - die beide kunnen worden gesynthetiseerd door een vaste-fase-peptidesynthesewerkwijze met gebruikmaking van een hars.

"Met behulp van deze 'zelfassemblage'-benadering zou het mogelijk zijn om de structuur van insuline te wijzigen, zoals het introduceren van een onnatuurlijk aminozuur in insuline, " legt Iwaoka uit. "We verwachten dat deze methode kan worden toegepast bij de ontwikkeling van vele soorten insulinepreparaten, zoals langwerkende en supersnelwerkende typen."