Az inzulinreceptor olyan proteinszerkezetek, amelyek az emberi test sok sejtjének és más emlősöknek a plazmamembrán extracelluláris oldalán vannak kitéve. Ennek a receptornak a természetes liganduma az inzulin.
Az inzulin egy hormon, amelyet a hasnyálmirigy endokrin részének Langerhans szigeteinek ß-sejtjei szintetizálnak, amely a hasüregben található szerv emésztő enzimeket és hormonokat szintetizál.
A ligandumok által indukált transzmembrán jelátvitel megjelenítése az inzulin receptoron. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
A hasnyálmirigy által szintetizált és felszabadult inzulin a receptorokhoz kötődik a célsejtek plazmamembránján, és ennek a ligandum-receptor kötődésnek eredményeként egy sor intracelluláris folyamat indul el, amelyek végül elősegítik a glükóz bejutását az említett sejtekbe.
Az inzulin felelős számos anabolikus vagy szintetikus reakció aktiválásáért, amelyek a szénhidrátok, zsírok és fehérjék anyagcseréjéhez kapcsolódnak.
Az inzulinreceptorok olyan glikoproteinek, amelyeket négy alegység alkot, aminosav és karboxil-terminális részükkel a citoplazmatikus régióban. Amikor ezek a receptorok kötődnek az inzulinhoz, összekapcsolódnak és endociták.
Az elhízás és a II. Típusú cukorbetegség esetén az inzulinreceptorok száma csökkent, és ez részben magyarázza az ezen kóros állapotokhoz kapcsolódó inzulinrezisztenciát.
jellemzők
Az inzulinreceptorok egy membránreceptorok családjának részét képezik, amelyek fehérje jellegű hormonokhoz kötőhelyekkel rendelkeznek. Az ilyen típusú hormonok nem képesek átjutni a sejtmembránokon, így metabolikus hatásaikat a receptorokon keresztül hajtják végre.
Az inzulin egy peptidhormon, amely elősegíti a szintetikus reakciók elősegítését, amelyeket együttesen anabolikus reakcióknak hívnak, amelyek a szénhidrátok, zsírok és fehérjék anyagcseréjéhez kapcsolódnak.
Számos sejtben vannak inzulinreceptorok, elsősorban izomsejtek, májsejtek és zsírsejtek. Más sejtek, amelyek nyilvánvalóan nem inzulin célsejtek, szintén inzulinreceptorokkal rendelkeznek.
Bizonyos szövetekben a glükóz belépése a sejtekbe az inzulintól függ, mivel ezekben a glükóz megkönnyített diffúziójáért felelős proteinek kis membrándarabokban találhatók, amelyek intracelluláris vezikulumokat képeznek.
Amikor az inzulin az ilyen típusú inzulinfüggő sejtekben kötődik a receptorához, az intracelluláris vezikulumokban található glükóz transzporterek mozognak és megjelennek a sejtmembrán felületén, amikor ezek a vezikulák ehhez a membránhoz kapcsolódnak.
A vázizom és zsírszövet sejtek többek között példa erre a mechanizmusra.
Az inzulinreceptorok felezési ideje viszonylag rövid, körülbelül 7-12 óra, tehát ezeket folyamatosan szintetizálják és lebontják. Emlősökben a receptor koncentráció körülbelül 20 000 receptor egy sejtben.
Amikor az inzulin kötődik a receptorhoz, egy receptor konformációs változása megtörténik, a szomszédos receptorok mozognak, mikro-aggregátumok képződnek, majd a receptor internalizálódik. Ugyanakkor jeleket generál, amelyek ezután felerősítik a válaszokat.
Szerkezet
Színes dimer inzulin receptor. L1 (kék), CR (cián), L2 (zöld), FnIII-1 (sárga), FnIII-2 (narancssárga), FnIII-3 (piros) domének. Fletcher01
Az inzulin receptort kódoló gén a 19. kromoszómán található, és 22 exonnal rendelkezik. Ez a receptor négy diszulfid-kötésű glikoprotein alegységből áll.
Az endoplazmatikus retikulumban először szintetizálva körülbelül 1 382 aminosavból álló egyetlen polipeptidláncként szintetizálódik, amelyet ezután foszforilálnak és hasítanak, hogy az α és β alegységeket képezzék.
Az inzulin-receptor négy alegysége két alfa (α), molekulatömege 140 000 Da, és két kisebb béta (β), megközelítőleg 95 000 Da molekulatömeggel.
Az α alegységek extracellulárisak és a sejtmembrán külső felületén vannak kitéve. A β alegységek viszont áthaladnak a membránon, és a membrán belső felületén vannak kitéve, vagy kinyúlik (a citoplazmával szemben).
Az α alegységek tartalmazzák az inzulin kötési helyét. A β egységekben van egy olyan ATP kötőhely, amely aktiválja ennek az alegységnek a kináz funkcióját és indukálja a receptor autofoszforilációját a β alegység tirozin maradványainál.
Ezek a receptorok olyan receptorcsalád részét képezik, amelyek citoplazmatikus enzimekhez kapcsolódnak, mint például tirozin-kináz, egy enzim, amely akkor aktiválódik, amikor az inzulin kötődik a receptorhoz, és kezdeményez egy olyan enzim-sorozat foszforilációs és defoszforilációs folyamatát, amely a hatásért felelős. az inzulin anyagcseréje.
Jellemzők
Az inzulin hatásmechanizmusa. A hasnyálmirigy által kiválasztott inzulin a vérön keresztül kering (λ = 30 perc), mielőtt az inzulinreceptorhoz (IR) kötődik. Luuis12321
Az inzulinreceptorok α alegysége rendelkezik az inzulin kötőhelyével. Amikor ez az egység kötődik a ligandumához, akkor a receptor szerkezetében konformációs változások lépnek fel, amelyek aktiválják a β alegységeket, amelyek felelősek a jelátvitel mechanizmusáért, és ezért az inzulin hatásáért.
A receptor citoplazmatikus doménjeiben tirozin-kináz aktiválódik, amely megindítja a jelek továbbítását a kinázok kaszkádján keresztül. Az első dolog, ami történik, az inzulinreceptor foszforilációja vagy autofoszforilációja, majd az úgynevezett inzulinreceptor-szubsztrátok vagy IRS foszforilálódnak.
Négy, IRS-1, IRS-2, IRS-3 és IRS-4 jelű inzulin receptor szubsztrátot írtak le. Ezek foszforilációja tirozin-, szerin- és treoninmaradványokban történik. Ezen szubsztrátok mindegyike különböző kináz kaszkádokkal kapcsolatos, amelyek részt vesznek az inzulin metabolikus hatásában.
Például:
- Úgy tűnik, hogy az IRS-1 az inzulin sejtnövekedésre gyakorolt hatásával függ össze.
- Az IRS-2 kapcsolódik a hormon metabolikus hatásaihoz, például a glikogén, lipidek és fehérjék szintézisének megnövekedéséhez, valamint a fehérjék, például receptorok és glükóz transzportfehérjék áthelyezéséhez.
betegségek
A cukorbetegség olyan betegség, amely a világ népességének nagyon nagy részét érinti, és amely az inzulintermelés hibáival, valamint az inzulinreceptorok rossz működésével kapcsolatos.
Kétféle cukorbetegség létezik: I. típusú cukorbetegség vagy fiatalkori cukorbetegség, amely inzulinfüggő, és II. Típusú cukorbetegség vagy felnőttkori cukorbetegség, amely nem inzulinfüggő.
Az I. típusú cukorbetegség az inzulintermelés elégtelensége miatt hiperglikémiával és ketoacidózissal jár. A II. Típusú cukorbetegség olyan genetikai tényezőkkel társul, amelyek befolyásolják mind az inzulintermelést, mind a receptor működését, és ketoacidózis nélkül hiperglikémiával járnak.
Irodalom
- American Diabetes Association. (2010). A cukorbetegség diagnosztizálása és osztályozása. Cukorbetegség-ellátás, 33 (1. kiegészítés), S62-S69.
- Berne, R. és Levy, M. (1990). Fiziológia. Mosby; Nemzetközi kiadás.
- Fox, SI (2006). Humán fiziológia (9. kiadás). New York, USA: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A., és Hall, J. (2006). Orvosi élettan tankönyve (11. kiadás). Elsevier Inc.
- Lee, J. és Pilch, PF (1994). Az inzulin receptor: szerkezet, funkció és jelátvitel. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.