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;