Forskare vid Tokai, Osaka, Tohoku och Fukuoka universitet rapporterar i tidskriften Kommunikationskemi på syntesen av insulin baserat på självmontering av polypeptidkedjor med cirka 40 procents effektivitet. Detta nya tillvägagångssätt förväntas möjliggöra flexibilitet vid syntetisering av ordningstillverkade insulinföreningar som inte kan produceras med konventionella biologiska metoder baserade på genteknik.

Insulin är ett hormon som verkar för att sänka höjningen av blodsockernivån efter måltider och används som ett terapeutiskt medel för diabetes. Eftersom insulin har en karakteristisk molekylstruktur där två peptidkedjor (A- och B-kedjor) är förbundna med två disulfidbryggor (SS-bindningar), kemisk syntes anses vara svår att uppnå. För närvarande, insulin tillverkas genom en genteknisk process.

Michio Iwaoka vid Tokai University, Japan, i samarbete med kollegor Hironobu Hojo vid Osaka University Kenji Inaba vid Tohoku University, och Setsuko Ando vid Fukuoka University, rapportera om deras framgång med att effektivt syntetisera insulin genom att endast använda kemiska processer baserade på organisk syntes.

Forskargruppen har tidigare rapporterat om den effektiva kemiska syntesen av insulin (seleno-insulin) där selenocystein ersatte insulin innehållande cystein för att ersätta SS-bindningen mellan peptidkedjorna med en diselenid-tvärbindning.

I sina senaste studier, förbättringar har gjorts av den tidigare syntesmetoden för seleninsulin och naturligt insulin (bovint insulin) har producerats med högre utbyte (cirka 40 procent) än seleninsulin. Genom att tillämpa denna nya metod, de har lyckats med den effektiva kemiska syntesen av insulinfamiljer som humant insulin och humant typ 2 relaxin.

Teamet undersökte först processen (oxidativ vikningsväg) genom vilken insulin A-kedja och insulin B-kedja kombineras för att bilda strukturen av naturligt insulin. Baserat på vägen, de lyckades optimera veckningsförhållandena för bovint insulin och få bovint insulin med högt utbyte på cirka 40 procent.

Fördelarna med denna syntesmetod är att den inte kräver någon storskalig produktionsutrustning eftersom den inte använder någon genteknik och insulin kan produceras genom den enkla processen att blanda A-kedja och B-kedja – som båda kan syntetiseras genom en fastfaspeptidsyntesmetod med användning av ett harts.

"Genom att använda denna "självmonterande" metod skulle det vara möjligt att modifiera strukturen av insulin, som att införa en onaturlig aminosyra i insulin, " förklarar Iwaoka. "Vi förväntar oss att denna metod skulle kunna tillämpas på utvecklingen av många typer av insulinpreparat som långverkande och supersnabbverkande typer."