Insulīna receptoru ir olbaltumviela struktūras pakļauti uz ārpusšūnu pusē plazmas membrānas daudzu šūnas no cilvēka ķermeņa, un citiem zīdītājiem. Dabiskais šī receptora ligands ir insulīns.
Insulīns ir hormons, ko sintezē aizkuņģa dziedzera endokrīnās daļas Langerhans salu ß šūnas - orgāns, kas atrodas vēdera dobumā un sintezē gremošanas fermentus un hormonus.
Ligandu ierosinātas transmembranālas signālu vizualizācija pie insulīna receptora. Terēzija Gūtmane, Kelija H. Kima, Mihals Grzibeks, Tomass Valzs, Ünala Koskuna
Aizkuņģa dziedzera sintezētais un izdalītais insulīns saistās ar tā receptoriem mērķa šūnu plazmas membrānā, un šīs ligand-receptora saistīšanās rezultātā tiek aktivizēta virkne intracelulāru procesu, kas visbeidzot veicina glikozes iekļūšanu minētajās šūnās.
Insulīns ir atbildīgs par daudzu anabolisko vai sintētisko reakciju aktivizēšanu, kas saistītas ar ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu metabolismu.
Insulīna receptori ir glikoproteīni, ko veido četras apakšvienības ar to amino un karboksilterminālajām daļām citoplazmatiskajā reģionā. Kad šie receptori saistās ar insulīnu, tie salīp kopā un endocītos.
Aptaukošanās un II tipa diabēta gadījumā insulīna receptoru skaits ir samazināts, un tas daļēji izskaidro insulīna rezistenci, kas pavada šos patoloģiskos stāvokļus.
raksturojums
Insulīna receptori ir daļa no membrānu receptoriem, kuriem ir saistošas vietas olbaltumvielu hormoniem. Šie hormonu veidi nevar šķērsot šūnu membrānas, tāpēc to metaboliskā iedarbība tiek veikta caur to receptoriem.
Insulīns ir peptīdu hormons, kas saistīts ar sintētisko reakciju veicināšanu, ko kolektīvi sauc par anaboliskām reakcijām, kuras ir saistītas ar ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu metabolismu.
Daudzām šūnām ir insulīna receptori, galvenokārt muskuļu šūnas, aknu šūnas un tauku šūnas. Tomēr citām šūnām, kuras acīmredzami nav insulīna mērķa šūnas, ir arī insulīna receptori.
Glikozes iekļūšana šūnās dažos audos ir atkarīga no insulīna, jo tajās olbaltumvielas, kas atbild par atvieglotu glikozes difūziju, ir sastopamas mazos membrānas gabaliņos, veidojot intracelulāros pūslīšus.
Kad insulīns saistās ar tā receptoriem šāda veida insulīnatkarīgās šūnās, intracelulārajos pūslīšos esošie glikozes transportētāji pārvietojas un parādās uz šūnu membrānas virsmas, kad šie pūslīši saplūst ar šo membrānu.
Skeleta muskuļa un taukaudu šūnas cita starpā ir šī mehānisma piemērs.
Insulīna receptoru pussabrukšanas periods ir samērā īss - apmēram 7 līdz 12 stundas, tāpēc tie tiek pastāvīgi sintezēti un sadalīti. Zīdītājiem receptoru koncentrācija ir aptuveni 20 000 receptoru vienā šūnā.
Kad insulīns saistās ar receptoru, notiek receptoru konformācijas izmaiņas, kaimiņu receptori pārvietojas, veidojas mikroagregāti, un pēc tam receptors tiek internalizēts. Tajā pašā laikā tiek ģenerēti signāli, kas pēc tam pastiprinās atbildes.
Uzbūve
Krāsains dimērā insulīna receptors. Domēni L1 (zils), CR (ciāns), L2 (zaļš), FnIII-1 (dzeltens), FnIII-2 (oranžs), FnIII-3 (sarkans). Fletcher01
Gēns, kas kodē insulīna receptoru, atrodas 19. hromosomā, un tam ir 22 eksoni. Šo receptoru veido četras ar disulfīdiem saistītas glikoproteīna apakšvienības.
Sākotnēji tas tiek sintezēts endoplazmatiskā retikulumā kā apmēram 1 382 aminoskābju vienota polipeptīdu virkne, kas pēc tam fosforilējas un tiek sadalīta, veidojot α un β subvienības.
Insulīna receptora četras subvienības ir divas alfa (α) ar molekulmasu 140 000 Da un divas mazākas beta (β) ar aptuveno molekulmasu 95 000 Da.
Α subvienības ir ārpusšūnu un tiek pakļautas šūnas membrānas ārējai virsmai. No otras puses, β apakšvienības šķērso membrānu un tiek pakļautas vai izvirzītas uz membrānas iekšējās virsmas (vērstas pret citoplazmu).
Α apakšvienībās ir insulīna saistīšanās vieta. Β vienībās ir ATP saistīšanās vieta, kas aktivizē šīs apakšvienības kināzes funkciju un izraisa β subvienības tirozīna atlikumu receptoru autofosforilēšanu.
Šie receptori ir daļa no receptoru grupas, kas saistīti ar citoplazmas fermentiem, piemēram, tirozīnkināzi, enzīmu, kas tiek aktivizēts, kad insulīns saistās ar receptoru, un sāk virkni fermentu fosforilēšanas un defosforilēšanas, kas būs atbildīgi par sekām. insulīna metabolisma ātrumi.
Iespējas
Insulīna darbības mehānisms. Aizkuņģa dziedzera izdalītais insulīns cirkulē caur asinīm (λ = 30 minūtes) pirms saistīšanās ar insulīna receptoru (IR). Luuis12321
Insulīna receptoru α apakšvienībai ir saistīšanas vieta insulīnam. Kad šī vienība saistās ar savu ligandu, receptoru struktūrā notiek konformācijas izmaiņas, kas aktivizē β subvienības, kas ir atbildīgas par signāla pārvades mehānismiem un līdz ar to arī par insulīna iedarbību.
Receptora citoplazmatiskajos domēnos tiek aktivizēta tirozīnkināze, kas sāk signālu pārraidi caur kināžu kaskādi. Pirmais, kas notiek, ir insulīna receptora fosforilēšana vai autofosforilēšana, un pēc tam fosforilējas tā sauktie insulīna receptoru substrāti jeb IRS.
Ir aprakstīti četri insulīna receptoru substrāti, kas apzīmēti ar IRS-1, IRS-2, IRS-3 un IRS-4. To fosforilēšanās notiek tirozīna, serīna un treonīna atlikumos. Katrs no šiem substrātiem ir saistīts ar dažādām kināzes kaskādēm, kas iesaistītas insulīna metaboliskajā iedarbībā.
Piemēram:
- Šķiet, ka IRS-1 ir saistītas ar insulīna ietekmi uz šūnu augšanu.
- IRS-2 ir saistītas ar hormona metabolisma iedarbību, piemēram, glikogēna, lipīdu un olbaltumvielu sintēzes palielināšanos, kā arī ar olbaltumvielu, piemēram, receptoru olbaltumvielu un glikozes transporta, pārvietošanu.
Slimības
Cukura diabēts ir slimība, kas ietekmē ļoti lielu daļu pasaules iedzīvotāju un ir saistīta ar insulīna ražošanas defektiem, kā arī ar sliktu insulīna receptoru darbību.
Pastāv divu veidu diabēts: I tipa diabēts vai nepilngadīgais diabēts, kas ir atkarīgs no insulīna, un II tipa diabēts vai pieaugušo diabēts, kas nav atkarīgs no insulīna.
I tipa diabēts rodas nepietiekamas insulīna ražošanas dēļ, un tas ir saistīts ar hiperglikēmiju un ketoacidozi. II tipa diabēts ir saistīts ar ģenētiskiem faktoriem, kas ietekmē gan insulīna ražošanu, gan receptoru darbību, un ir saistīts ar hiperglikēmiju bez ketoacidozes.
Atsauces
- Amerikas diabēta asociācija. (2010). Cukura diabēta diagnostika un klasifikācija. Cukura diabēta aprūpe, 33 (1. papildinājums), S62-S69.
- Berne, R., & Levijs, M. (1990). Fizioloģija. Mosbijs; Starptautiskais ed izdevums.
- Fokss, SI (2006). Cilvēka fizioloģija (9. izdevums). Ņujorka, ASV: McGraw-Hill Press.
- Gytons, A., un Hall, J. (2006). Medicīniskās fizioloģijas mācību grāmata (11. izdevums). Elsevier Inc.
- Lee, J., & Pilch, PF (1994). Insulīna receptori: struktūra, darbība un signālierīces. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.