Charakterystyka receptorów insuliny, struktura, funkcje

Receptory insuliny Są to struktury białkowe odsłonięte po zewnątrzkomórkowej stronie błony plazmatycznej wielu komórek ludzkiego ciała i innych ssaków. Naturalnym ligandem tego odbiornika jest insulina.

Insulina jest hormonem syntetyzowanym przez komórki ß wysepek Langerhans z endokrynnej części trzustki, narządu znajdującego się w jamie brzusznej, który syntetyzuje enzymy trawienne i hormony.

Wizualizacja sygnałów transbłonowych indukowana przez ligand w odbiorniku insuliny. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, ünal Coskun [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)]

Zsyntetyzowana insulina i uwalniana przez trzustkę wiąże się z jego odbiornikiem w błonie plazmatycznej białych krwinek, a w wyniku tego połączenia połączenia, szereg procesów wewnątrzkomórkowych jest wywoływany.

Insulina jest odpowiedzialna za aktywację wielu reakcji anabolicznych lub syntezy związanych z metabolizmem węglowodanów, tłuszczu i białka.

Receptory insuliny to glikoproteiny utworzone przez cztery podjednostki z jej częścią aminową i końcową karboksylową w regionie cytoplazmatycznym. Gdy te receptory wiążą się z insuliną, są grupowane i endocyty.

W otyłości i cukrzycy typu II liczba receptorów insulinowych jest zmniejszona, co częściowo wyjaśnia insulinooporność towarzyszącą tymi warunkami patologicznymi.

[TOC]

Charakterystyka

Receptory insuliny są częścią rodziny receptorów błonowych, które mają miejsca związkowe dla hormonów białkowych. Ten typ hormonów nie może krzyżować błon komórkowych, więc ich efekty metaboliczne są wykonywane przez mediację ich receptorów.

Insulina jest hormonem peptydowym związanym z promowaniem reakcji syntezy zwanych reakcjami anabolicznymi, które są związane z metabolizmem węglowodanów, tłuszczów i białek.

Wiele komórek ma receptory insuliny, głównie komórki mięśni, wątrobę i tkankę tłuszczową. Jednak inne komórki, które najwyraźniej nie są komórkami insuliny docelowymi, mają również receptory insuliny.

Może ci służyć: endocytoza za pośrednictwem receptora: proces i funkcje

Wejście glukozy do komórek, w niektórych tkankach, zależy od insuliny, ponieważ w nich białka odpowiedzialne za ułatwioną dyfuzję glukozy znajdują się w małych kawałkach membranowych pęcherzyków wewnątrzkomórkowych.

Gdy insulina wiąże się z odbiornikiem w tym typu komórek zależnych od insuliny, transportery glukozy znajdujące się w pęcherzykach wewnątrzkomórkowych poruszają się i przedstawiają się na powierzchni błony komórkowej, gdy pęcherzyki z tą błoną są połączone.

Komórki mięśni szkieletowych i tkanki tłuszczowej są między innymi przykładem tego mechanizmu.

Receptory insuliny mają stosunkowo krótki okres półtrwania około 7 do 12 godzin, więc stale syntetyzują i degradują. U ssaków stężenie receptora wynosi około 20.000 receptorów komórkowych.

Gdy insulina dołącza do odbiornika, następuje zmiana konformacyjna odbiornika, wytwarzane są sąsiednie receptory, wytwarzane są mikro-agreed, a następnie odbiornik jest wewnętrzny. Jednocześnie sygnały, które następnie wzmocnią odpowiedzi, są generowane.

Struktura

Kolorowy dimeryczny receptor insulinowy. Domeny L1 (niebieskie), Cr (Cyan), L2 (zielony), FNII-1 (żółty), FNII-2 (pomarańczowy), FNII-3 (czerwony) (czerwony) (czerwony) (czerwony). Fletcher01 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Gen, który koduje odbiornik insuliny, znajduje się na chromosomie 19 i ma 22 eksony. Odbiornik składa się z czterech podjednostek glikoproteinowych połączonych mostami disiarczkowymi.

Jest syntetyzowany w retikulum endoplazmatycznym początkowo jako prosty łańcuch polipeptydowy około 1382 aminokwasów, który jest następnie fosforylowany i podzielony w celu utworzenia podjednostek α ​​i ß.

Cztery podjednostki receptora insuliny to dwa alfasy (α) o masie cząsteczkowej 140.000 DA i dwa mniejsze betony (β), przy przybliżonej masie cząsteczkowej 95.000 da.

Może ci służyć: cnidocyty: cechy, struktura, funkcje, typy

Podjednostki α są pozakomórkowe i odsłonięte na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej. Z drugiej strony podjednostki β przecinają błonę i są odsłonięte lub wystające na wewnętrznej powierzchni tej samej (patrząc w kierunku cytoplazmy).

W podjednostkach α znajduje się miejsce Unii dla insuliny. W jednostkach β istnieje miejsce związkowe dla ATP, które aktywuje funkcję kinazy tej podjednostki i indukuje autofosforylację odbiornika w resztach tyrozynowych podjednostki β.

Te receptory są częścią rodziny receptorów związanych z enzymami cytoplazmatycznymi, takimi jak enzym tyrozyny, który jest aktywowany, gdy insulina łączy odbiornik i inicjuje proces fosforylacji i defosforylacji serii enzymów, które będą odpowiedzialne za działanie za działanie za działanie efekty metaboliczne insuliny.

Funkcje

Mechanizm działania insuliny. Wydalany przez trzustkę insulina krąży przez krew (λ = 30 min) przed połączeniem odbiornika insuliny (IR). Luuis12321 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Podjednostka α receptorów insulinowych ma miejsce wiązania insuliny. Gdy jednostka ta dołącza do jego ligandu, zmiany konformacyjne występują w strukturze odbiornika, który aktywuje podjednostki β odpowiedzialne za mechanizmy transdukcji sygnału, a zatem skutki insuliny.

W domenach cytoplazmatycznych receptora aktywuje się chewowanie tyrozyny, które rozpoczyna przenoszenie sygnałów za pomocą wodospadu kinaz. Pierwszą rzeczą, która się zdarza, jest fosforylacja lub autofosforan receptora insuliny, a następnie podłożone przez insulinę lub pod -odbiorniki IRS są fosforylowane.

Opisano cztery podłoża receptorów insulinowych o nazwie IRS-1, IRS-2, IRS-3 i IRS-4. Fosforylacja ich występuje w odpadach tyrozyny, seryny i tononiny. Każdy z tych substratów jest związany z różnymi kaskadami kinaz zaangażowanych w metaboliczne działanie insuliny.

Może ci służyć: co to jest cytokineza i jak to się dzieje?

Na przykład:

• IRS-1 wydaje się być związany z wpływem insuliny na wzrost komórek.
• IRS -2 są związane z efektami metabolicznymi hormonu, takimi jak wzrost syntezy glikogenu, lipidów i białka oraz translokacja białek, takich jak białka odbiorcze i transport glukozy.

Choroby

Cukrzyca to choroba, która wpływa na bardzo wysoki odsetek światowej populacji i jest związana z defektami w produkcji insuliny, ale także ze słabą funkcją receptorów insuliny.

Istnieją dwa rodzaje cukrzycy: cukrzyca typu I lub cukrzyca młodzieżowa, która jest zależna od insuliny, oraz cukrzyca typu II lub cukrzyca dorosłych, która nie jest zależna od insuliny.

Cukrzyca typu I jest spowodowana niewystarczającą produkcją insuliny i towarzyszy jej hiperglikemia i ketoacidoza. Cukrzyca typu II jest związana z czynnikami genetycznymi, które wpływają zarówno na produkcję insuliny, jak i funkcję jej receptorów i towarzyszy im hiperglikemia bez ketonowej.

Bibliografia

1. American Diabetes Association. (2010). Diagnoza i klasyfikacja cukrzycy. Diabetes Care, 33 (suplement 1), S62-S69.
2. Berne, r., & Levy, m. (1990). Fizjologia. Mosby; Międzynarodowa edycja ED.
3. Fox, s. Siema. (2006). Fizjologia ludzka (9 wydanie.). Nowy Jork, USA: McGraw-Hill Press.
4. Guyton, a., & Hall, j. (2006). Podręcznik fizjologii medycznej (11 wydanie.). Elsevier Inc.
5. Przeczytaj, j., & Pilch, p. F. (1994). Odbiornik insuliny: struktura, funkcja i sygnalizacja. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.