Рецептора інсуліну являє собою білкові структури , виставлені на позаклітинної стороні плазматичної мембрани багатьох клітин організму людини та інших ссавців. Природним лігандом цього рецептора є інсулін.
Інсулін - гормон, синтезований ß клітинами острівців Лангерганса ендокринної частини підшлункової залози, органу, розташованого в черевній порожнині, який синтезує травні ферменти та гормони.
Візуалізація індукованої лігандом трансмембранної сигналізації на рецептор інсуліну. Терезія Гутман, Келлі Х. Кім, Міхал Гжибек, Томас Уолз, Юнал Коскун
Синтезований та вивільнений підшлунковою залозою інсулін зв’язується зі своїм рецептором на плазматичній мембрані клітин-мішеней, і як наслідок цього зв’язування ліганд-рецепторів, запускається ряд внутрішньоклітинних процесів, які остаточно сприяють надходженню глюкози у зазначені клітини.
Інсулін відповідає за активацію багатьох анаболічних або синтетичних реакцій, пов'язаних з метаболізмом вуглеводів, жирів і білків.
Рецептори інсуліну - це глікопротеїни, утворені чотирма субодиницями з їх аміно- та карбоксильними кінцевими частинами в цитоплазматичній області. Коли ці рецептори зв'язуються з інсуліном, вони згущуються і ендоцитують.
При ожирінні та діабеті II типу кількість інсулінових рецепторів зменшується, що частково пояснює інсулінорезистентність, що супроводжує ці патологічні стани.
характеристики
Інсулінові рецептори є частиною сімейства мембранних рецепторів, які мають місця зв’язування гормонів білкової природи. Ці типи гормонів не можуть перетинати клітинні мембрани, тому їх метаболічний вплив здійснюється через їх рецептори.
Інсулін - це пептидний гормон, що спонукає до синтетичних реакцій, що називаються анаболічними реакціями, які пов'язані з метаболізмом вуглеводів, жирів та білків.
У багатьох клітинах є рецептори інсуліну, в основному клітини м’язів, клітини печінки та клітини жиру. Однак інші клітини, які, очевидно, не є клітинами-мішенями інсуліну, також мають рецептори інсуліну.
Поступ глюкози в клітини, в деяких тканинах, залежить від інсуліну, оскільки в них білки, відповідальні за полегшену дифузію глюкози, знаходяться в невеликих шматочках мембрани, що утворюють внутрішньоклітинні везикули.
Коли інсулін зв’язується зі своїм рецептором у даному типі інсулінозалежних клітин, транспортери глюкози, розташовані у внутрішньоклітинних везикулах, рухаються та з’являються на поверхні клітинної мембрани, коли ці везикули зливаються з цією мембраною.
Клітини скелетних м’язів та жирової тканини є, серед інших, прикладом цього механізму.
Інсулінові рецептори мають порівняно короткий період напіввиведення приблизно від 7 до 12 годин, тому вони постійно синтезуються та деградують. У ссавців концентрація рецепторів становить приблизно 20 000 рецепторів на клітину.
Коли інсулін пов'язується з рецептором, відбувається зміна рецепторів рецептора, рухаються сусідні рецептори, виробляються мікроагрегати, а потім рецептор інтерналізується. Одночасно генеруються сигнали, які потім посилюватимуть відповіді.
Будова
Кольоровий димерний рецептор інсуліну. Домени L1 (синій), CR (блакитний), L2 (зелений), FnIII-1 (жовтий), FnIII-2 (помаранчевий), FnIII-3 (червоний). Fletcher01
Ген, який кодує рецептор інсуліну, знаходиться на хромосомі 19 і має 22 екзони. Цей рецептор складається з чотирьох дисульфідно пов'язаних глікопротеїнових субодиниць.
Він синтезується в ендоплазматичному ретикулумі спочатку як єдиний поліпептидний ланцюг з приблизно 1,382 амінокислоти, який потім фосфорилюється та розщеплюється з утворенням субодиниць α та β.
Чотири субодиниці рецептора інсуліну - це два альфа (α) з молекулярною масою 140 000 Да і дві менші бета (β) з приблизною молекулярною масою 95 000 Да.
Субодиниці α є позаклітинними і опромінені на зовнішній поверхні клітинної мембрани. З іншого боку, β-субодиниці проходять мембрану і піддаються або виступають на внутрішній поверхні мембрани (зверненої до цитоплазми).
Субодиниці α містять місце зв'язування інсуліну. У β-одиницях є сайт зв'язування для АТФ, який активує кіназну функцію цієї субодиниці та індукує автофосфорилювання рецепторів у залишках тирозину β-субодиниці.
Ці рецептори є частиною сімейства рецепторів, пов'язаних з цитоплазматичними ферментами, такими як тирозинкіназа, фермент, який активується, коли інсулін зв'язується з рецептором і ініціює процес фосфорилювання та дефосфорилювання ряду ферментів, які будуть відповідати за ефекти. метаболічні показники інсуліну.
Особливості
Механізм дії інсуліну. Виділяючись підшлунковою залозою, інсулін циркулює через кров (λ = 30 хв) перед зв'язуванням з рецептором інсуліну (ІЧ). Luuis12321
Субодиниця α-рецепторів інсуліну має місце зв'язування інсуліну. Коли ця одиниця пов'язується зі своїм лігандом, в структурі рецепторів відбуваються конформаційні зміни, які активують β-субодиниці, які відповідають за механізми передачі сигналу і, отже, за вплив інсуліну.
У цитоплазматичних доменах рецептора активується тирозинкіназа, яка ініціює передачу сигналів через каскад кіназ. Перше, що трапляється, - це фосфорилювання або автофосфорилювання рецептора інсуліну, а потім так звані субстрати рецепторів інсуліну або ІРС фосфорильовані.
Описано чотири субстрати рецепторів інсуліну, позначені IRS-1, IRS-2, IRS-3 та IRS-4. Фосфорилювання цих речовин відбувається в залишках тирозину, серину та треоніну. Кожен із цих субстратів пов'язаний з різними каскадами кінази, що беруть участь у метаболічному впливі інсуліну.
Наприклад:
- IRS-1, схоже, пов'язані з впливом інсуліну на ріст клітин.
- IRS-2 пов'язані з метаболічними ефектами гормону, такими як збільшення синтезу глікогену, ліпідів і білків, а також з транслокацією білків, таких як рецепторні білки, та реакції транспорту глюкози.
Хвороби
Діабет - це захворювання, яке вражає дуже високий відсоток світового населення і пов'язане з дефектами у виробництві інсуліну, а також з поганою функцією інсулінових рецепторів.
Існує два типи діабету: діабет I типу або юнацький діабет, який залежить від інсуліну, і діабет II типу або діабет дорослих, який не залежить від інсуліну.
Цукровий діабет І типу обумовлений недостатньою продукцією інсуліну і пов'язаний з гіперглікемією та кетоацидозом. Цукровий діабет II типу пов'язаний з генетичними факторами, які впливають як на вироблення інсуліну, так і на рецепторну функцію і пов'язаний з гіперглікемією без кетоацидозу.
Список літератури
- Американська асоціація діабету. (2010). Діагностика та класифікація цукрового діабету. Догляд за діабетом, 33 (додаток 1), S62-S69.
- Берн, Р., і Леві, М. (1990). Фізіологія. Мосбі; Міжнародне видання Ed.
- Фокс, С.І. (2006). Фізіологія людини (9-е видання). Нью-Йорк, США: McGraw-Hill Press.
- Гайтон, А., Холл, Дж. (2006). Підручник з медичної фізіології (11-е видання). Elsevier Inc.
- Lee, J., & Pilch, PF (1994). Рецептор інсуліну: структура, функція та сигналізація. Американський журнал фізіології-клітинної фізіології, 266 (2), C319-C334.