Samenvatting deel 2 prof Lescrinier

Peptidehormonen en neurohormonen

1.1 Inleiding: peptiden

- peptiden zijn samengesteld uit L-AZ
→ 2-40 AZ residu’s (> 40 AZ = proteïne)
→ zijgroepen (R) bepaken de typische eig v elk peptide en dus werking op andere plaatsen
→ AZ meestal met 1 of 3 lettercodes aangeduid
→ cis en trans vorm, maar cis ondervindt sterische hinder

- AZ zijn verbonden met peptidebindingen/amidebindingen
→ geen vrije rotatie rond amide zoals rond α -C

- de conformatie v peptiden verandert na binding aan receptor
→ geen selectiviteit vr subtypes v receptoren

- chemische synthese v peptiden heeft nadelen
→ milieubelastend en moeilijk door posttranslationele modificaties
 oplossingen:
(1) isolatie uit biolosch midden
(2) biochemisch en biotechnologische productie

- peptiden w niet als GM gebruikt owv verschillende redenen:
(1) door flexibiliteit
→ rigied is beter, want minder entropieverlies

(2) beperkte metabole stabiliteit
→ amidebindingen gevoelig vr hydrolyse in lichaam

(3) knn niet door BBB en hebben slechte orale beschikbaarheid
→ als ze toch opgenomen w of parenteraal w toegediend is er snelle excretie via lever en nieren

1.2 Insuline en behandeling van diabetes

1.2.1 Diabetes

- insuline w vrijgezet dr de pancreas
→ belangrijk vr regeling suiker, vet en AZ metabolisme
 naast glucagon en samastostatine

- ziektebeeld:
→ te hoog glucosegehalte in het bloed
→ uitscheiding v glucose in de urine
→ onvermogen om suikers en vetten te gebruiken

type 1 type 2
= absolute insuline-deëfficiëntie = complexe oorzaak beïnvloedt dr omgevings-
→ behandelt met insuline factoren zoals dieet, leeftijd, …
→ immunologische vernietiging v β -cellen in → behandelt zonder insuline
pancreas die insuline produceren en
1

, secreteren
1.2.2 Behandelingen

- verschillend per type:
type 1 type 2
→ insuline-derivaten als GM → producten die vrijgave v insuline bevorderen
→ producten die afbraak v insuline vertragen
→ producten die gevoeligheid insuline verhogen

- insuline is een eiwit wrvan de 2 ketens verbonden zijn dr disulfidebruggen (bruggen ndzkl vr werking)
→ in lichaam w insuline omgevormd uitgaande v pro-insuline
 C-peptide w er tussenuit geknipt

→ mbv biotechnologie kan insuline met dezelfde samenstelling als humaan insuline w aangemaakt

1.3 Insuline(derivaten) als geneesmiddel

1.3.1 Formulering insulinepreparaten

- insuline-zinksuspensie
→ in aanwezigheid v zink kristalliseren insulines uit als hexameren
 insuline w toegediend als suspensie met insuline hexameren gevormd iaw zink en fenol
 3 histidine zijketens op positie 10 complexeren met zink en er vormen kristallen

→ monomeren komen los v zink na subcutane injectie
 als het subcutaan w toegediend, zal eerst fenol zich verdelen over het lichaam
 hoeveelheid fenol rond complex daalt en complex verandert v vorm
 complex valt uit elkaar
> eerst in dimeren v insuline
> komen uiteindelijk ook los v elkaar en vormen monomeren die in bloedbaan komen

- protamine-zink-insuline
→ insuline hexameren met zink fixeren op een eiwit genaamd protamine
→ monomeren komen trager los van zink na subcutane injectie
 minder dosissen per dag nodig

- sinds insuline aangemaakt w met biotechnologische methoden knn doelgerichte mutaties aangebracht
w in de AZ samenstelling v humaan insuline
→ knn stabiliteit complexen hexameren met zink en fenol beïnvloeden
 minder stabiele complexen vallen sneller uit elkaar na toediening
 sneller in bloedbaan en dus sneller effect

 meer stabiele complexen vallen trager uit elkaar na toediening
 effect minder snel tot stand, maar duurt wel langer

→ intacte A-keten is ndzkl vr activiteit
 aanpassingen vooral in B-keten




2

,1.3.2 Insuline-derivaten

1.3.2.1 Insuline lispro

- voorlaatste en derde-laatste AZ in B-keten zijn omgewisseld
→ destabilisatie v hexameerkristallen in aanwezigheid v zink
→ dissociatie v hexameerkristallen in dimeren en monomeren zeer snel na toediening
→ sneller in bloed opgenomen dan natuurlijk humaan insuline

1.3.2.2 Insuline aspart

- mutatie v derdelaatste AZ v de B-keten
→ destabillisatie v de hexameerkristallen in aanwezigheid v zink
→ dissociatie v hexameerkristallen in dimeren en monomeren gebeurt zeer snel na toediening
→ sneller in vloed opgenomen dan natuurlijk humaan insuline

1.3.2.3 Insuline glulisine

- 2 mutaties tov humaan insuline
→ geen kristallen, maar multimeren (formulering met polysorbaat20 ipv zink)
→ multimeren dissociëren zeer snel tot monomeren in het lichaam
→ ultrasnelle werking v insuline glulisine verklaart

- deze multimeren knn echter neerslag vormen in een katheter v een insulinepomp
→ insuline glulisine best niet combineren met insulinepomp

1.3.2.4 Insuline glargine

- toevoeging v 2 arginines aan de C-terminus v de B-keten
→ iso-elektrisch punt v het eiwit stijgt nr 7 ipv 5,5
→ oplosbaarheid bij pH 7 daalt
→ werking gespreid over een lange duur

- deze toevoeging bevordert de vorming v uiterst stabiele kristallen die insuline niet meer vrijgeven
→ bijkomend glycine aan de C-terminus v de A-keten maakt kristallen iets minder stabiel
→ analogen bekomen waarvan 1-malige dosis per dag volstaat = depot werking

1.3.2.5 Insuline detemir

- vetzuren toevoegen aan peptide dmv laatste AZ (threonine) te vervangen door een vetzuur
→ om hun binding aan albumine te bevorderen
 vetzuur is albumine
 meest stabiel en meest vorkomend eiwit in ons bloed

→ oplosbaarheid en transport in het lichaam verhoogt
→ enzymatische afbraak daalt de werkingsduur en dus halfwaardetijd stijgt
→ filtratie thv de nier daalt


3

, 1.3.2.6 Insuline degludec

- vetzuren toevoegen aan peptide via een linker
→ om hun binding aan albumine te bevorderen
→ oplosbaarheid en transport in het lichaam verhoogt
→ enzymatische afbraak daalt de werkingsduur en dus halfwaardetijd stijgt
→ filtratie thv de nier daalt waardoor 1x/dag toedienen volstaat

- na subcutane toediening geeft het aanleiding tot vorming v filamenten die bestaan uit hexameren
→ wnr fenol snel loskomt v preparaat ontstaan dimeren
 enkel eindstandige hexameren geven insuline monomeren vrij die in het bloedkomen

→ de filamenten hebben een depotwerking

1.3.3 Insuline-vetzuurkoppeling

- om de insuline-vetzuurkoppeling te maken w gestart v een biotechnoligsch geproduceerd insuline
→ in B-keten ontbreekt threonine op 30’
→ op aminogroep v eindstandig lysine zal vetzuur w geplaatst

- om te voorkomen dat tijdens de koppelingsreactie er ook vetzuren terecht komen op vrije
aminogroepen bij begin v A- en B-keten w deze beschermd
→ vervolgens w vetzuurketen met gepast reagens gekoppeld aan laatste, vrije, overblijvende
aminogroep in molecule
 carbonylgroep reagens ondergaat nucleofiele aanval v vrije e- paar v zijketen laatste AZ B-keten
 cov binding met N gevormd
 beste leaving group is paranitrofenol

→ in zuur midden zullen de beschermingsgroepen op aminogroep w weggehaald

1.3.4 Producten die de vrijgave van insuline verhogen

1.3.4.1 KATP blokkers

- GM die inwerken op transport dr celmembraan

1.3.4.2 Verbindingen die werking van incretines nabootsen of versterken

- incretines zijn endogene peptidehormonen
→ 2 incretines activeren glucose-afhankelijke insuline secretie via GPCR
 betrokken bij de regeling v de glucosespiegel

→ GIP (glucose afhankelijk insulinotroop polypeptide)
→ GLP-1 (glycagon-like-peptide-1)
 inhibeert glucagon secretie
 inhibeert maaglediging
 induceert verzadigingsgevoel (gewichtsverlies tot gevolg)
4