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A REPORT OF 2 NEW CASES OF MODY2 AND REVIEW OF THE LITERATURE: IMPLICATIONS IN
THE SEARCH FOR TYPE 2 DIABETES DRUGS
Salvador – BA2014
Universidade Federal da BahiaInstituto de Ciências da Saúde
ICSA52 - Bioquímica e Fisiologia dos Órgãos e Sistemas
Alexandre Berno¹ George Gonçalves¹
Luisa Queiroz¹ Suelen Silva¹
1
¹Mestrandos do Programa de Pós-Graduação em Processos Interativos dos Órgãos e Sistemas (ICS-UFBA).
Metabolism Clinical and Experimental 62:1535–1542.Shammas et al. (2013)
1. Introdução
Diabetes MODY (Maturity-Onset Diabetes of the Young) tipo 2
GCK
Mutações inativadoras no gen que codifica Glicocinase (GCK)
Secreção da Insulina
Regulação da taxa de Glicose (Glc)
Intracelular
Extracelular
1. Introdução
Transportador de Glicose Tipo 2 (GLUT-2)
Gen GCK
Cromossomo 7p15.3-p15.1.
abrangem ~45.168 pb
Proteína com 465 aminoácidos
52.191 Da
Codificação
1. Introdução
12 éxons
Células Endócrinas
Mais de 600 MutaçõesDistúrbios na regulação da Insulina
Subtipos de
MODY
Diabetes Neonatal Permanente
1. Introdução
Gen GCK
Hiperglicemia Hipoglicemia
Heterozigóticas
Homozigóticas
Mutações
Mutações no Gen GCK
Hipoglicemia Hiperinsulinêmica da Infância (HHI)
Baixos níveis de glicose (<5 mmol/L)
MODY 2
Limiar alto de glicose
Compostos Ativadores da GCK (GKA’s)
Metforminae
Sulfoniluréias (SUS)
Redução da glicose eficaz;
Perda do controle glicêmico;
Perda de peso e hipoglicemia.
1. Introdução
Insulina
Inibidores da Dipeptidil-peptidase 4 (DPP-4)
Agonistas do peptídeo 1 (GLP-1)
Utilização a longo prazo permanece indefinida
Efeitos gastrointestinais e pancreatites
1. Introdução
Compostos terapêuticos mais recentes
Mudanças conformacionais;
Aumento da afinidade de ligação da Glc.Piragliatin
aEnsaios clínicos
1. Introdução
GKAs
A caracterização estrutural da proteína GCK
Sítios alvos para drogas
Investigar as características de conformaçãoConversão da forma super aberta,
inativa para a forma fechada e ativa.
OBJETIVOS
Caracterizar duas novas mutações GCK
Identificar componentes da GCK que podem tornar-se alvo das GKAs
1. Introdução
2.Relato de Caso
• Paciente 2• Paciente 1
?? Expressões Fenotípicas distintas ??
Mutaçõespontuais
• Sexo feminino, 12 anos.• Glicemia em jejum – 114mg/dl.• Não relatou nenhuma patologia pregressa.• Aspecto físico Saudável• Mãe diabética aos 33 anos – Metformina• Avó materna aos 60 anos - Sintomas
2.Relato de Caso
Paciente 1:
2.Relato de Caso
HbA1C – 7% inicial Hábitos alimentares e sem medicação
OGGT – 1,75 g/kg
123 mg/dlGlicemia
14,7 mUI/mL
154 mg/dl Glicemia
31,4 mUI/mL
Níveis de insulinarespectivamente
1 hr
Paciente 1:
2.Relato de Caso
Paciente 1: Heterozigótica Mutação – p.E440Stop
Encurta a extremidade C terminal do peptídeo
vital
Inativa a atv. Enzimática da proteína
O Codon 440 é responsável pela liberação da hélice alfa 13 durante a ligação da glicose
Conferindo determinado Fenótipo
• Sexo feminino, 11 anos.• Glicemia em jejum – 112mg/dl.• Não relatou nenhuma sintomatologia ou patologia pregressa.
• Aspecto físico Saudável• Mãe diabética aos 40 anos – Metformina
2.Relato de Caso
Paciente 2:
2.Relato de Caso
Paciente 2: HbA1C – 5,6% inicial
Hábitos alimentares e sem medicaçãoNegativa para GAD e insulina autoanticorpos
OGGT – 1,75 g/kg
111 mg/dlGlicemia
12,3 mUI/mL
175 mg/dl Glicemia
15,7 mUI/mL
Níveis de insulina respectivamente
1 hr
126 mg/dl Glicemia
2 hr
42,5 mUI/mL
2.Relato de Caso
Paciente 2:
Mutação – p.R447P - GCK
Alteração da conformação estrutural
acarretando
A mudança de um único nucleotídeo de arginina para prolina pode afetar as interações inter-iônicas proximas da hélice alfa 13
e alfa 5 afetando o estado de transição da enzima
Desestabilização funcional e das propriedades da proteína
Testes Genéticos Pac. 2 - Mãe
Mutação de um nucleotídeo
Afeta a funcionalidade dos componentes específicos da via GCK enzimática
Terapias antidiabéticos
3. Discussão
Controle da homeostase da glicose corporal
Mutação GCK
Promove a secreção de insulinaDisfunção de células β
Metabolismo de glicose do fígado podem causar anomalias hiperglicemia
3. Discussão
Fig. 1 – Glucokinase is comprised a bipartite structure of a large domain and a small domain surrounding the catalytic cleft that is linked by a flexible hinge. It can exist in three conformations (closed, open and super open) and can have two catalytic cycles (one fast and the other slow).
3. Discussão
3. Discussão
3. Discussão
3. Discussão
Fig. 4 – Secondary structure Cartoon representation (left) and electrostatic surface (right) of glucokinase with glucose (dark blue) and allosteric (grey) sites occupied of wt, p.Arg447Gln, p.Arg447Pro and p.Glu440Gly GCK in descending order. Cartoon ribbon colored blue to red with point mutation site highlighted in magenta. Electrostatic surface mapped from -1 (red) to +1 (blue) charge.
3. Discussão
Prolina É um resíduo não polar
Afeta as interações com ATP
Glutamina
Mantém alguma das interações inter iônicas
Torna o p.Arg447gln, uma mutação menos prejudicial.
É um resíduo hidrofílico polar
Mutações do gene GCK
Conversão da forma super aberta, forma inativa para a forma fechada e ativa.
GKAs
4. Conclusão
Mutações hot spots no gene GCK não causa hiperglicemia;
Mutações do gene GCK Papel funcional de variantes de GCK desconhecidos;
Explica papel funcional da
Mutações do gene GCK
4. Conclusão
O rompimento do complexo GK-GKRP
Aumenta o nível de GCK no citosol, mas há progressos nesta área.
Glucocinase ( α5 e α 13- helice)
Novas drogas anti-diabetes;
Equilíbrio Glucocinase;