Značilnosti, struktura, funkcije insulinske receptorje

The Inzulinski receptorji So beljakovinske strukture, izpostavljene na zunajcelični strani plazemske membrane številnih celic človeškega telesa in drugih sesalcev. Naravni ligand tega sprejemnika je insulin.

Inzulin je hormon, ki jih sintetizirajo ß celice Langerhansovih otočkov endokrinega dela trebušne slinavke, organa, ki se nahaja v trebušni votlini, ki sintetizira prebavne encime in horme.

Transmembranska signalna vizualizacija, ki jo inducira ligand v sprejemniku insulina. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, ünal Coskin [cc by 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/4.0)]

Sintetiziran insulin in sproščena trebušna slinavka se veže na svoj sprejemnik v plazemski membrani belih celic in posledično se sproži niz znotrajceličnih procesov, ki končno spodbujajo vstop glukoze v te celice.

Inzulin je odgovoren za aktiviranje številnih anaboličnih reakcij ali sinteze, povezane z ogljikovimi hidratom, maščobami in presnovo beljakovin.

Insulinski receptorji so glikoproteini, ki jih tvorijo štiri podenote z amino in terminalnim karboksilnim delom v citoplazemski regiji. Ko se ti receptorji vežejo na inzulin, so združeni in endociti.

Pri debelosti in pri sladkornem zmanjšanju tipa II se število insulinskih receptorjev zmanjša, kar deloma razloži odpornost na inzulin, ki spremlja te patološke razmere.

[TOC]

Značilnosti

Insulinski receptorji so del družine membranalnih receptorjev, ki imajo sindikalna mesta za beljakovinske hormone. Ta vrsta hormonov ne more prečkati celičnih membran, zato se njihovi presnovni učinki izvajajo s posredovanjem njihovih receptorjev.

Inzulin je peptidni hormon, povezan s spodbujanjem sinteznih reakcij, imenovanih anabolične reakcije, ki so povezane s presnovo ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin.

Številne celice imajo inzulinske receptorje, predvsem mišične celice, jeter in maščobno tkivo. Vendar imajo tudi druge celice, ki niso očitno inzulinske ciljne celice.

Vam lahko služi: endocitoza, posredovana z receptorji: proces in funkcije

Vstop glukoze v celice v nekaterih tkivih je odvisen od insulina, saj v njih beljakovine, odgovorne za olajšano difuzijo glukoze.

Ko se inzulin v tej vrsti celic, odvisnih od insulina, veže na svoj sprejemnik, se prevozniki glukoze, ki se nahajajo v znotrajceličnih veziklih.

Skeletne mišice in maščobne tkivne celice so med drugim primer tega mehanizma.

Insulinski receptorji imajo razmeroma kratko razpolovno dobo približno 7 do 12 ur, zato se nenehno sintetizirajo in poslabšajo. Pri sesalcih je koncentracija receptorjev približno 20.000 celičnih receptorjev.

Ko se insulin pridruži sprejemniku, pride do konformacijske spremembe sprejemnika, se sosednji receptorji premikajo, nastanejo mikro dogovorjeni in potem je sprejemnik notranji. Hkrati se ustvarijo signali, ki bodo nato okrepili odgovore.

Struktura

Barvni dimerni insulinski receptor. L1 domene (modra), CR (cijan), L2 (zelena), fnii-1 (rumena), fnii-2 (oranžna), fnii-3 (rdeča) (rdeča). Fletcher01 [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Gen, ki kodira za sprejemnik insulina, najdemo na kromosomu 19 in ima 22 eksonov. Ta sprejemnik sestavlja štiri glikoproteinske podenote, povezane z disulfidnimi mostovi.

V endoplazemskem retikulu se sintetizira kot preprosta polipeptidna veriga približno 1382 aminokislin, ki se nato fosforilira in razdeli, da tvori α in ß podenote.

Štiri podenote insulinskih receptorjev sta dve alfa (α) z molekulsko maso 140.000 DA in dve manjši beta (β), s približno molekulsko maso 95.000 da.

Vam lahko služi: cnidociti: značilnosti, struktura, funkcije, vrste

Α podenote so zunajcelične in izpostavljene na zunanji površini celične membrane. Β podenote na drugi strani prečkajo membrano in so izpostavljene ali štrleči na notranji površini iste (gledajo proti citoplazmi).

V podenotah α je mesto sindikata za insulin. V β enotah je sindikalno mesto za ATP, ki aktivira kinazno funkcijo te podenote in inducira avtofosforilacijo sprejemnika v ostankih tirozina podenote β.

Ti receptorji so del družine receptorjev, povezanih s citoplazemskimi encimi, kot je tirozin-Chef, encim, ki se aktivira, ko se inzulin pridruži sprejemniku učinke inzulin presnova.

Funkcije

Mehanizem delovanja insulina. Izgovarjanje s trebušno slinavko, inzulin kroži skozi kri (λ = 30 min), preden se pridruži sprejemniku insulina (IR). Luius12321 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Α podenota inzulinskih receptorjev ima mesto vezave insulina. Ko se ta enota pridruži svojemu ligandu, se v strukturi sprejemnika pojavijo konformacijske spremembe, ki aktivirajo β podenote, ki so odgovorne za mehanizme transdukcije signala in s tem učinkov insulina.

V citoplazemskih domenah receptorja se aktivira tirozin, ki začne prenos signalov s slapom kinaz. Prva stvar, ki se zgodi, je fosforilacija ali avtofosfat insulinskega receptorja in nato tako imenovani substrati insulina ali IRS, ki so fosforilirani.

Opisani so bili štirje substrati insulinskih receptorjev, imenovani IRS-1, IRS-2, IRS-3 in IRS-4. Fosforilacija teh se pojavi pri odpadkih tirozina, serina in treonina. Vsak od teh substratov je povezan z različnimi kaskadami kinaz, ki sodelujejo pri presnovnih učinkih insulina.

Vam lahko služi: kaj je citokineza in kako se zgodi?

Na primer:

• Zdi se, da je IRS-1 povezan z učinkom insulina na rast celic.
• IRS -2 je povezan s presnovnimi učinki hormona, kot so povečanje sinteze glikogena, lipidov in beljakovin ter translokacijo beljakovin, kot so sprejemni proteini in transport glukoze.

Bolezni

Diabetes je bolezen, ki prizadene zelo visok odstotek svetovne populacije in je povezana z napakami pri proizvodnji insulina, pa tudi s slabo funkcijo inzulinskih receptorjev.

Obstajata dve vrsti sladkorne bolezni: diabetes tipa I ali mladinska diabetes, ki je odvisna od insulina, in diabetes tipa II ali diabetes za odrasle, ki ni odvisna od insulina.

Diabetes tipa I je posledica nezadostne proizvodnje insulina, spremljata pa ga hiperglikemija in ketoacidoza. Sladkorna bolezen tipa II je povezana z genetskimi dejavniki, ki vplivajo na proizvodnjo insulina in delovanje njegovih receptorjev, spremlja pa jo hiperglikemija brez ketoacidoze.

Reference

1. Ameriško združenje za diabetes. (2010). Diagnoza in razvrstitev diabetesa mellitusa. Diabetes Care, 33 (dodatek 1), S62-S69.
2. Berne, r., & Levy, m. (1990). Fiziologija. Mosby; Mednarodna izdaja ED.
3. Lisica, s. Yo. (2006). Človeška fiziologija (9. izd.). New York, ZDA: McGraw-Hill Press.
4. Guyton, a., & Hall, J. (2006). Učbenik medicinske fiziologije (11. izd.). Elsevier Inc.
5. Preberi, j., & Pilch, str. F. (1994). Inzulinski sprejemnik: struktura, funkcija in signalizacija. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.