In dieser Episode besprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp das Peptidhormon Insulin und Antidiabetika, die Arzneimittel zur Behandlung von Diabetes mellitus.
Struktur eines Insulin Hexamers. Dargestellt ist das Protein Rückgrat in blau bzw. gelb. Die drei Monomere der jeweiligen Farbe sind verbunden zu einem Zink Atom (magenta). In rot ist das Proteinrückgrat markiert, das für die unterschiedlichen Hexamerformen ausschlaggebend ist. Hier ist die wasserlösliche (T) Form dargestellt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Insulin wird in den Betazellen der Bauchspeicheldrüse produziert und ist für die Regulierung des Blutzuckerspiegels verantwortlich. Zunächst erläutern Hans-Dieter und Bernd die Struktur und die verschiedenen Speicherformen von Insulin in den Langerhans-Zellen. Sie erklären den Mechanismus der Insulinausschüttung nach der Aufnahme von Kohlenhydraten aus der Nahrung und wie Insulin dafür sorgt, dass Glukose von den Zellen des Körpers aufgenommen wird.
Wenn die Produktion oder Freisetzung gestört ist, beschreibt Hans-Dieter die Möglichkeiten zur Behandlung des daraus resultierenden Diabetes mellitus Typ. Neben der Insulinersatztherapie werden verschiedene Substanzgruppen wie Sulfonylharnstoffe, GLP-Analoga, SGLT-2-Hemmer und andere gängige Wirkstoffklassen erläutert.
(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)
Nachtrag vielen Dank an Herrn Dr. Norbert Arnold vom IPB in Halle für das Mitwirken in der Episode WSR070 Pilze: Von Goldschimmel, Hautköpfen und Scheinbuchen – Interview mit Dr. Norbert Arnold.
Peptidhormone: Insulin
Bild eines Insulin Monomers. A-Kette (blau), B- Kette (grün). His10 ist verantwortlich für die koordinative Bindung des Zinks (magenta); Quelle Hans-Dieter Höltje.
Das Insulin Dimer
Bild eines Insulin Dimers. Das Protein Rückgrat ist blau dargestellt. Die markierten Aminosäuren bilden das beta-Faltblatt als Interaktionsfläche zwischen den beiden Monomeren; Quelle Bernd Rupp.
Das Insulin Hexamer
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- R-Form (Speicherform des Insulins). PDB-ID: 1AIY
- T-Form (Wasserlösliches Hexamer der Insulins). PDB-ID: 1OS4
Struktur eines Insulin Hexamers. Dargestellt ist das Protein Rückgrat in blau bzw. gelb. Die drei Monomere der jeweiligen Farbe sind verbunden zu einem Zink Atom (magenta). In rot ist das Proteinrückgrat markiert, das für die unterschiedlichen Hexamerformen ausschlaggebend ist. Hier ist die wasserlösliche (T) Form dargestellt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
BauchspeicheldrĂĽse
Insulinrezeptoren
Aufnahme der Glucose
Insulin AusschĂĽttung
Weitere Wirkungen des Insulins
EinfĂĽhrung Diabetestherapie
Therapie mit Insulin und Insulinanaloga
Entdeckung der Antidiabetika
Sulfacarbamid
Struktur von Carbutamid. Ersetzt man den Buthylrest (grün) durch ein Proton (H) erhält man die Struktur von Sulfacarbamid, das früher als Euvernil im Handel war; quelle Hans-Dieter Höltje.
Tolbutamid
Struktur von Tolbutamid. Die Methylgruppe in der Paraposition ist blau markiert; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Wirkung der Sulfonylharnstoffe
Sulfonylharnstoffe der 2. Generation: Glibenclamid
Struktur von Glibenclamid mit Benzamidoteilstruktur (blau); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Hypoglykämie durch Überdosierung von Glibenclamid
Entdeckung der Benzamidobindestelle
Glinide
Nateglinid
Struktur von Nateglinid. Blau wurde der saure Rest markiert, der beim Nateglinid als Phenylalanin Derivat ausgeführt wurde. Der über eine Cabonylgruppe verbundene lipophile Rest ist grün markiert; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Chemische Eigenschaften von Sulfonylharnstoffen
Grundstruktur Sulfonylharnstoffe. An der R1 Position (rot) kann der lipophile Rest eingefügt werden. R2 (blau) markiert die Stelle, an der Varianten der Benzamidostruktur eingefügt werden können. Grün ist die Sulfonylharnstoff Gruppe hervorgehoben. Der magentafarbene Pfeil weist auf das acide H der vom Stickstoff abgespalten werden kann; Qulle: Hans-Dieter Höltje.
Definition Scaffold Hopping
Repaglinid
Metformin
Struktur von Metformin; Quelle: Wirkstoffradio.
Glitazone
Struktur von 15-Deoxy-D-12,14-Prostaglandin J2; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Thiazolidindion
Struktur von Pioglitazon mit hervorgehobenen Thiazolidindion Baustein; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
GLP-Modulatoren
Inkretin Hormonanaloga
Liraglutid
Weitere Wirkungen der Inkretinmimetika
Inaktivierung des Inkretinabbau
Semaglutid
Gliptine als DPP Hemmer
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- Gliptine – Wikipedia Artikel
- Kristallstruktur des Saxagliptin mit DPP-4 PDB-ID: 3BJM
Glifozine als SGLT-2 Inhibitoren
Entdeckung der SGLT Hemmer
Struktur von Phlorizin. Der glucosidische Ether ist blau markiert; Quelle Hans-Dieter Höltje.
Struktur der Glifozine
Struktur von Dapagliflozin. Keine Etherbindung an der rot markierten Stelle; Quelle Hans-Dieter Höltje.
alpha-Glucosidase Hemmer
Acarbose
Die Struktur von Acarbose hat zwei Glucosebausteine (rot), einen Aminodesoxyglukose (blau) und einen Cyclohexenbaustein (grün); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
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Bernd Rupp
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Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje
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