Insulin und sein Rezeptor – Spezifität durch Kombinatorik?

Abstract

Glucose homeostasis and growth essentially depend on insulin engaging its receptor. Combining biochemistry, structural biology, and molecular dynamics simulations, we demonstrated how insulin binding stabilizes the insulin receptor in a T-shaped conformation with up to four bound ligands: two at receptor site 1 and - for the first time - two at site 2. These findings expand the current models of insulin binding to its receptor and potentially inform new approaches to structure-guided drug design.

Literatur

  1. [1]

    Gutmann T, Kim KH, Grzybek M et al. (2018) Visualization of ligand-induced transmembrane signaling in the full-length human insulin receptor. J Cell Biol 217:1643–1649

    CAS  Article  Google Scholar 

  2. [2]

    Gutmann T (2019) Der Insulinrezeptor in Aktion - wie Insulin seinen Rezeptor aktiviert. BlOspektrum 25:485–487

    CAS  Article  Google Scholar 

  3. [3]

    Scapin G, Dandey VP, Zhang Z et al. (2018) Structure of the insulin receptor-insulin complex by single-particle cryo-EM analysis. Nature 556:122–125

    CAS  Article  Google Scholar 

  4. [4]

    Weis F, Menting JG, Margetts MB et al. (2018) The signalling conformation of the insulin receptor ectodomain. Nat Commun 9:4420

    Article  Google Scholar 

  5. [5]

    De Meyts P (2015) Insulin/receptor binding: the last piece of the puzzle? What recent progress on the structure of the insulin/receptor complex tells us (or not) about negative cooperativity and activation. Bioessays 37:389–397

    CAS  Article  Google Scholar 

  6. [6]

    Gutmann T, Schäfer IB, Poojari C et al. (2019) Cryo-EM structure of the complete and ligand-saturated insulin receptor ectodomain. J Cell Biol 219:e201907210

    Article  Google Scholar 

  7. [7]

    Uchikawa E, Choi E, Shang G et al. (2019) Activation mechanism of the insulin receptor revealed by cryo-EM structure of the fully liganded receptor-ligand complex. Elife 8:e48630

    Article  Google Scholar 

  8. [8]

    Hua QX, Shoelson SE, Kochoyan M et al. (1991) Receptor binding redefined by a structural switch in a mutant human insulin. Nature 354:238–241

    CAS  Article  Google Scholar 

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Correspondence to ünal Coskun.

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Theresia Gutmann Biologiestudium an der HU Berlin mit Forschungsaufenthalten an der ETH Zürich, Schweiz, und der Universität Helsinki, Finnland. 2012–2018 Promotion in Biologie an der TU Dresden. Seit 2018 Postdoc am Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz-Zentrums München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden.

Ünal Coskun Biologiestudium an der Universität Osnabrück. 2001–2005 Promotion am Fachbereich Biophysik der Universität des Saarlandes mit Forschungsaufenthalten am Max-PlanckInstitut für Biophysik in Frankfurt a. M., dem Laboratory of Molecular Biology (LMB) Cambridge, UK, und der Universität Groningen, Niederlande. 2005–2012 Postdoktorand bei Prof. Dr. K. Simons am Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden. Seit 2012 Forschungsgruppenleiter am Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz-Zentrums München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden.

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Gutmann, T., Coskun, ü. Insulin und sein Rezeptor – Spezifität durch Kombinatorik?. Biospektrum 26, 369–371 (2020). https://doi.org/10.1007/s12268-020-1395-1

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