Адипонектину є одним з найпоширеніших секреторних білків , отриманих з допомогою спеціального типу клітин , відомих як адипоцити, характеристики жирової тканини. Він відповідає за підвищення чутливості до інсуліну і бере участь в енергетичному гомеостазі та ожирінні.
Ген адипонектину людини був клонований з жирової тканини в 1996 р. Під час експериментів, проведених Мацузавою, який назвав його найпоширенішим транскриптом гена жирового гена-1 (apM1, від англ. Adipose - найпоширеніший стенограму гена 1).
Тривимірна структура гексамерного адипонектину миші (Джерело: власна робота через Wikimedia Commons)
З іншого боку, білок був ідентифікований у плазмі крові того ж року Nakano et al.
Цей гормон сприяє інтеграції ендокринних та метаболічних сигналів, які пов'язані з контролем енергетичного гомеостазу. Його експресія індукується під час диференціації адипоцитів і циркулює в сироватці крові при відносно високих концентраціях.
Будова
Адипонектин належить до сімейства комплементів 1q (C1q) і його можна знайти в плазмі крові в широкому спектрі мультимерних комплексів (з декількох субодиниць): тримери, гексамери та мультимери з високою молекулярною масою (понад 18 субодиниць).
Ген, який кодує адипонектин (ADIPOQ), розташований на довгій руці хромосоми 3 у людини, має 16 кілограмових основ і має 3 екзони. Його експресія дає водорозчинний білок, що складається з 247 залишків амінокислот і молекулярної маси трохи менше 30 кДа, з ізоелектричною точкою 5,42.
Ідеограма хромосоми людини. Хромосома 3 виділена. Джерело: Національний центр інформації про біотехнології, Національна бібліотека медицини США
Він складається з чотирьох доменів: сигнальної послідовності на N-кінцевому кінці, змінної області, домену колагену (cAd) і кульового C-термінального домену.
У амінотермінальній частині виділяється колагеноподібна послідовність, відома як домен колагену, що є регіоном, що має велике значення для формування мультимерів і дуже зберігається між видами.
Гідроксилювання та супутнє глікозилювання залишків лізину в домі колагену цього білка - це те, що дозволяє утворити тримери, які в той же час можуть асоціюватися між собою для утворення гексамерів та інших високомолекулярних комплексів.
Ці комплекси, мабуть, мають "цільову" тканинну специфічність, наприклад комплекси з високою молекулярною масою більш активні в печінці, тоді як тримери та гексамери діють без особливих відмінностей у широкому різноманітті тканин.
Кульова область на С-кінці, яку називають глобулярним доменом або gAd, гомологічна білкам, таким як колаген VIII і колаген X, а також фактору комплементу C1q.
Функція
Загалом, вважається, що гормон адипонектин діє відповідним чином для регуляції метаболізму ліпідів та вуглеводів у різних чутливих до інсуліну тканинах.
Це діє на різні тканини тіла, оскільки його рецептори експресуються в декількох місцях. Отриманий виключно адипоцитами, адипонектин сприяє біосинтезу жирних кислот та пригніченню глюконеогенезу в печінці, одній із тканин, де знаходиться її рецептор AdipoR2.
Діаграма та гістологічний розріз жирової тканини (Джерело: OpenStax College через Wikimedia Commons)
У скелетних м’язах, де знаходяться рецептори AdipoR1 і AdipoR2, він сприяє окисленню жирних кислот і надходженню глюкози в м’язові клітини.
Адіпонектин також покращує стійкість до інсуліну у деяких пацієнтів, оскільки зменшує кількість внутрішньоклітинного жиру, активуючи окислення жирної кислоти як у м’язах, так і в печінці.
Окремі автори припускають, що цей гормон діє також як антиоксидант, як протизапальний засіб та як антиартеросклеротичний фактор.
Приймачі
Різні комплекси адипонектину мають певну перевагу перед конкретними тканинами. Ці тканинно-специфічні взаємодії виникають у відповідь на диференційовану експресію різних типів адипонектинових рецепторів.
Адипонектинові рецептори (AdipoR) - рецептори, пов'язані з G-білками, належать до сімейства рецепторів, відомих як PAQR. Відомо два типи: AdipoR1 і AdipoR2. Обидва підтримують свої N-кінцеві домени у внутрішньоклітинному просторі, тоді як їх C-кінцеві домени піддаються впливу позаклітинного простору.
Рецептори типу AdipoR1 мають 375 амінокислот і молекулярну масу 42 кДа, тоді як рецептори типу AdipoR2 мають 311 амінокислот і вагу 35 кДа. Обидва мають 7 трансмембранних доменів, тобто їх структура перетинає в 7 разів більше плазматичної мембрани клітин, де вони знаходяться.
Існує близько 70% гомології послідовності між обома рецепторами, за винятком їх N-кінцевих кінців, які є специфічними для кожного.
І AdipoR1, і AdipoR2 експресуються у всіх тканинах, хоча їх чисельність змінюється від однієї до іншої. AdipoR1 знаходиться в основному в скелетних м'язах, а AdipoR2 - в скелетних м'язах і печінці.
Т-кадгерин
Існує також "імовірний" рецептор адипонектину, відомий як Т-кадгерин, який складається з однієї молекули кадгерину, яка втратила цитозольний і трансмембранний домени, і пов'язана з поверхнею клітин за допомогою глікозилфосфатиділінінозитолу (якорів GPI) ).
Цей "рецептор" адипонектину експресується у всіх тканинах, але найбільш часто повідомляється про серце, аорту, сонну та клубову артерії та ниркові артерії.
Механізм дії
Хоча механізми вироблення та вивільнення адипонектину в кров остаточно не з'ясовані, вважається, що шлях передачі сигналу починається з зв'язування адипонектину з мембранними рецепторами на його клітинах-мішенях.
Зазначений гормон індукує активацію білкакінази, активованої AMP (AMPK), яка відбувається через "адаптерний" білок, який містить домен гомології до плекстрину (типовий для білків, що беруть участь у процесах клітинної сигналізації) та домен зв'язування фосфотирозину (PTB), плюс мотив закриття лейцину 1 (APPL).
Домен APPL - це той, який зв'язується з внутрішньоклітинною частиною будь-якого з двох рецепторів AdipoR. Невеликий білок GTPase, відомий як Rab5, зв'язується з одним із сайтів у домінці закриття лейцину та сприяє мембранній транслокації GLUT4, регульованого інсуліном транспортером глюкози.
Крім того, адипонектин діє на фактор ядерної транскрипції, відомий як PPARα, який важливий з точки зору білкового, ліпідного та вуглеводного обміну, а також диференціації та розвитку клітин.
Нормальні значення
Нормальні значення для адипонектину в плазмі крові відповідають мультимерним комплексам цього білка, діапазон концентрацій якого становить від 5 до 20 мкг на мілілітр, хоча концентрація до 30 мкг на мілілітр також була задокументована.
Зважаючи на вищезазначене, варто зазначити, що концентрація адипонектину в плазмі значно відрізняється; Наприклад, жінки, як правило, мають більш високі значення, ніж чоловіки.
Значення цього гормону значною мірою залежать від стану харчування, наявності чи відсутності будь-якої патології тощо, але, як правило, обернено корелює із ожирінням та із станами, такими як серцево-судинні захворювання, гіпертонія та метаболічні синдроми.
Існують повідомлення, які забезпечують зниження плазмових концентрацій адипонектину у пацієнтів, які страждають від таких патологічних станів, як інсулінорезистентність та ожиріння.
Список літератури
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Адіпонектин: більше, ніж просто ще один гормон жирових клітин? Догляд за діабетом, 26 (8), 2442-2450.
- Хірако, С. (2016). Адипонектин. У Довіднику з гормонів (с. 308-e34B). Академічна преса.
- Kadowaki, T., & Yamauchi, T. (2005). Адипонектинові та адипонектинові рецептори. Ендокринні огляди, 26 (3), 439-451.
- Кадовакі, Т., Ямаучі, Т., Кубота, Н., Хара, К., Уекі, К., І Тобе, К. (2006). Рецептори адипонектину та адипонектину при резистентності до інсуліну, діабеті та метаболічному синдромі. Журнал клінічного дослідження, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Глава 35-Ожиріння. Підручник з ендокринології Вільямса, 11, 1568-1569.
- Steyn, FJ, & Chen, C. (2013). Адипонектин.