Insuliini reseptori on proteiini, rakenteita paljaana solunulkoiseen puolella solukalvon monia soluja ihmisen kehon ja muille nisäkkäille. Tämän reseptorin luonnollinen ligandi on insuliini.
Insuliini on haima endokriinisen osan Langerhansin saarekkeiden ß-solujen syntetisoima hormoni, vatsaontelossa sijaitseva elin, joka syntetisoi ruoansulatusentsyymejä ja hormoneja.
Ligandin indusoiman transmembraanisen signaloinnin visualisointi insuliinireseptorilla. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
Haiman syntetisoima ja vapauttama insuliini sitoutuu reseptoriinsa kohdesolujen plasmamembraanilla ja tämän ligandireseptori-sitoutumisen seurauksena käynnistyy sarja solunsisäisiä prosesseja, jotka edistävät lopulta glukoosin pääsyä mainittuihin soluihin.
Insuliini on vastuussa monien anabolisten tai synteettisten reaktioiden aktivoinnista, jotka liittyvät hiilihydraattien, rasvojen ja proteiinien metaboliaan.
Insuliinireseptorit ovat glykoproteiineja, jotka on muodostettu neljästä alayksiköstä niiden amino- ja karboksyyliterminaalisten osien kanssa sytoplasmisella alueella. Kun nämä reseptorit sitoutuvat insuliiniin, ne rypistyvät yhteen ja endosyyttejä.
Liikalihavuuden ja tyypin II diabeteksen yhteydessä insuliinireseptoreiden määrä vähenee ja tämä selittää osittain näiden patologisten tilojen seurauksena olevan insuliiniresistenssin.
ominaisuudet
Insuliinireseptorit ovat osa kalvoreseptoreiden perhettä, joilla on sitoutumiskohdat proteiini-luontaisille hormoneille. Tämäntyyppiset hormonit eivät voi ylittää solukalvoja, joten niiden metaboliset vaikutukset toteutetaan reseptoreidensa kautta.
Insuliini on peptidihormoni, joka liittyy synteettisten reaktioiden, joita yhdessä kutsutaan anabolisiin reaktioihin, edistämiseen, jotka liittyvät hiilihydraattien, rasvojen ja proteiinien metaboliaan.
Monilla soluilla on insuliinireseptoreita, pääasiassa lihas-, maksasoluilla ja rasvasoluilla. Kuitenkin muilla soluilla, jotka eivät ilmeisesti ole insuliinin kohdesoluja, on myös insuliinireseptoreita.
Glukoosin kulkeutuminen soluihin, joissakin kudoksissa, riippuu insuliinista, koska niissä proteiineja, jotka vastaavat glukoosin helpotetusta diffuusiosta, löytyy pienistä membraanin kappaleista, jotka muodostavat solunsisäiset vesikkelit.
Kun insuliini sitoutuu reseptoriinsa tämän tyyppisissä insuliiniriippuvaisissa soluissa, solunsisäisissä vesikkeleissä sijaitsevat glukoosin kuljettajat liikkuvat ja ilmestyvät solukalvon pinnalle, kun nämä vesikkelit sulautuvat tämän kalvon kanssa.
Luustolihaksen ja rasvakudoksen solut ovat muun muassa esimerkki tästä mekanismista.
Insuliinireseptoreilla on suhteellisen lyhyt puoliintumisaika, noin 7 - 12 tuntia, joten niitä syntetisoidaan ja hajoataan jatkuvasti. Nisäkkäissä reseptoripitoisuus on noin 20 000 reseptoria solua kohden.
Kun insuliini sitoutuu reseptoriin, tapahtuu reseptorin konformaatiomuutos, vierekkäiset reseptorit liikkuvat, mikroaggregaatit tuotetaan ja sitten reseptori internalisoituu. Samaan aikaan muodostetaan signaaleja, jotka sitten vahvistavat vasteet.
Rakenne
Värillinen dimeerinen insuliinireseptori. Verkkotunnukset L1 (sininen), CR (syaani), L2 (vihreä), FnIII-1 (keltainen), FnIII-2 (oranssi), FnIII-3 (punainen). Fletcher01
Insuliinireseptoria koodaava geeni sijaitsee kromosomissa 19 ja sillä on 22 eksonia. Tämä reseptori koostuu neljästä disulfidisidotusta glykoproteiini-alayksiköstä.
Se syntetisoidaan endoplasmisessa retikulumissa aluksi yhtenä polypeptidiketjuna, jossa on noin 1 382 aminohappoa, joka sitten fosforyloidaan ja pilkotaan muodostamaan a- ja p-alayksiköt.
Insuliinireseptorin neljä alayksikköä ovat kaksi alfaa (a), joiden molekyylipaino on 140 000 Da, ja kahta pienempää beetaa (β), joiden likimääräinen molekyylipaino on 95 000 Da.
A-alayksiköt ovat solunulkoisia ja paljastetaan solukalvon ulkopinnalla. P-alayksiköt sitä vastoin kulkevat kalvon läpi ja paljastuvat tai ulkonevat kalvon sisäpinnalla (kohti sytoplasmaa).
A-alayksiköt sisältävät insuliinin sitoutumiskohdan. P-yksiköissä on ATP: n sitoutumiskohta, joka aktivoi tämän alayksikön kinaasitoiminnon ja indusoi reseptorien autofosforylaatiota β-alayksikön tyrosiinitähteissä.
Nämä reseptorit ovat osa reseptoriperhettä, joka liittyy sytoplasmisiin entsyymeihin, kuten tyrosiinikinaasiin, entsyymiin, joka aktivoituu, kun insuliini sitoutuu reseptoriin ja käynnistää fosforylointi- ja defosforylaatioprosessin sarjasta entsyymejä, jotka vastaavat vaikutuksista. insuliinin metaboliset nopeudet.
ominaisuudet
Insuliinin vaikutustapa. Haima erittyy ja insuliini kiertää veren läpi (λ = 30 min) ennen sitoutumista insuliinireseptoreihin (IR). Luuis12321
Insuliinireseptoreiden a-alayksiköllä on sitoutumiskohta insuliinille. Kun tämä yksikkö sitoutuu ligandiinsa, reseptorirakenteessa tapahtuu konformaatiomuutoksia, jotka aktivoivat β-alayksiköt, jotka ovat vastuussa signaalinsiirtymän mekanismeista ja siten insuliinin vaikutuksista.
Reseptorin sytoplasmisissa domeeneissa aktivoituu tyrosiinikinaasi, joka aloittaa signaalien siirron kinaasikaskadin läpi. Ensimmäinen asia, joka tapahtuu, on insuliinireseptorin fosforylointi tai autofosforylaatio, ja sitten ns. Insuliinireseptorisubstraatit tai IRS fosforyloituvat.
Neljä insuliinireseptorisubstraattia, jotka on nimetty IRS-1, IRS-2, IRS-3 ja IRS-4, on kuvattu. Näiden fosforylaatio tapahtuu tyrosiini-, seriini- ja treoniinitähteissä. Jokainen näistä substraateista liittyy erilaisiin kinaasikaskadeihin, jotka osallistuvat insuliinin metabolisiin vaikutuksiin.
Esimerkiksi:
- IRS-1: t näyttävät olevan yhteydessä insuliinin vaikutukseen solujen kasvuun.
- IRS-2 liittyvät hormonin metabolisiin vaikutuksiin, kuten glykogeenin, lipidien ja proteiinien synteesin lisääntymiseen, ja proteiinien, kuten reseptoriproteiinien ja glukoosin kuljetusproteiinien, siirtoon.
sairaudet
Diabetes on sairaus, joka vaikuttaa erittäin suureen prosenttiosuuteen maailman väestöstä ja liittyy insuliinintuotannon vaurioihin, mutta myös insuliinireseptoreiden heikkoon toimintaan.
Diabeetikkoa on kahta tyyppiä: tyypin I diabetes tai nuorten diabetes, joka on riippuvainen insuliinista, ja tyypin II diabetes tai aikuisen diabetes, joka ei ole riippuvainen insuliinista.
Tyypin I diabetes johtuu riittämättömästä insuliinintuotannosta, ja siihen liittyy hyperglykemia ja ketoasidoosi. Tyypin II diabetes liittyy geneettisiin tekijöihin, jotka vaikuttavat sekä insuliinin tuotantoon että reseptoritoimintaan, ja siihen liittyy hyperglykemia ilman ketoasidoosia.
Viitteet
- American Diabetes Association. (2010). Diabetes diagnoosi ja luokittelu. Diabeteshoito, 33 (liite 1), S62-S69.
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fysiologia. Mosby; Kansainvälinen ed-painos.
- Fox, SI (2006). Ihmisen fysiologia (9. painos). New York, USA: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A., ja Hall, J. (2006). Lääketieteellisen fysiologian oppikirja (11. painos). Elsevier Inc.
- Lee, J., & Pilch, PF (1994). Insuliinireseptori: rakenne, toiminta ja signalointi. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.