Receptor inzulina je protein struktura izloženi na ekstracelularnoj strani membrane plazme mnogih stanica ljudskog tijela i drugih sisavaca. Prirodni ligand ovog receptora je inzulin.
Inzulin je hormon koji sintetiziraju ß stanice otočića Langerhansa endokrinog dijela gušterače, organ smješten u trbušnoj šupljini koji sintetizira probavne enzime i hormone.
Vizualizacija transmembranske signalizacije izazvane ligandom na receptu za inzulin. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
Inzulin koji sintetizira i oslobađa gušterača veže se za svoj receptor na plazma membrani ciljnih stanica i kao posljedica ovog vezivanja za ligandski receptor pokreće se niz unutarćelijskih procesa koji napokon potiču ulazak glukoze u navedene stanice.
Inzulin je odgovoran za aktiviranje mnogih anaboličkih ili sintetskih reakcija vezanih za metabolizam ugljikohidrata, masti i proteina.
Inzulinski receptori su glikoproteini formirani od četiri podjedinice sa svojim amino i karboksilnim terminalnim dijelovima u citoplazmatskoj regiji. Kad se ti receptori vežu na inzulin, oni se zbližuju i endocitiraju.
Kod pretilosti i dijabetesa tipa II, smanjuje se broj inzulinskih receptora, što dijelom objašnjava inzulinsku rezistenciju koja prati ta patološka stanja.
karakteristike
Inzulinski receptori dio su obitelji membranskih receptora koji imaju mjesta vezivanja za hormone proteinske prirode. Ove vrste hormona ne mogu prelaziti stanične membrane pa se njihovi metabolički učinci izvode preko njihovih receptora.
Inzulin je peptidni hormon povezan s promicanjem sintetskih reakcija koje se skupno nazivaju anaboličkim reakcijama, a koje su povezane s metabolizmom ugljikohidrata, masti i bjelančevina.
Mnoge stanice imaju receptore za inzulin, uglavnom stanice mišića, stanice jetre i masne stanice. Međutim, ostale stanice koje naizgled nisu ciljne stanice inzulina također posjeduju inzulinske receptore.
Ulazak glukoze u stanice, u nekim tkivima, ovisi o inzulinu, jer se u njima proteini odgovorni za olakšanu difuziju glukoze nalaze u malim komadima membrane koji tvore unutarćelijske vezikule.
Kada se inzulin veže na svoj receptor u ovoj vrsti stanica ovisnih o inzulinu, transporteri glukoze koji se nalaze u unutarćelijskim vezikulama kreću se i pojavljuju se na površini stanične membrane kad se te vezikule stapaju s ovom membranom.
Stanice skeletnog mišića i masnog tkiva su, među ostalim, primjer ovog mehanizma.
Inzulinski receptori imaju relativno kratak poluživot od oko 7 do 12 sati, pa se stalno sintetiziraju i razgrađuju. U sisavaca je koncentracija receptora otprilike 20 000 receptora po stanici.
Kad se inzulin veže na receptor, dolazi do konformacijske promjene receptora, kreću se susjedni receptori, stvaraju se mikroagregati i tada se receptor internalizira. Istodobno se generiraju signali koji će tada pojačati odgovore.
Struktura
Obojeni dimerni receptor za inzulin. Domene L1 (plava), CR (cijan), L2 (zelena), FnIII-1 (žuta), FnIII-2 (narančasta), FnIII-3 (crvena). Fletcher01
Gen koji kodira receptor za inzulin nalazi se na kromosomu 19 i ima 22 eksona. Ovaj receptor sastoji se od četiri podjedinice povezane s disulfidom.
U endoplazmatskom retikuluu se sintetizira u početku kao jedan polipeptidni lanac od oko 1,382 aminokiselina, koji se zatim fosforilira i cijepa da tvori podjedinice α i β.
Četiri podjedinice receptora za inzulin su dvije alfa (α) s molekulskom masom od 140 000 Da i dvije manje beta (β) s približno molekulskom masom od 95 000 Da.
A podjedinice su izvanstanične i izložene su na vanjskoj površini stanične membrane. S druge strane, β podjedinice prolaze kroz membranu i izložene su ili strše na unutarnju površinu membrane (okrenuta prema citoplazmi).
A podjedinice sadrže mjesto vezivanja za inzulin. U P jedinicama postoji mjesto vezanja za ATP koje aktivira kinaznu funkciju ove podjedinice i inducira autofosforilaciju receptora na tirozinskim ostacima β podjedinice.
Ovi receptori dio su obitelji receptora povezanih s citoplazmatskim enzimima kao što su tirozin kinaza, enzim koji se aktivira kada se inzulin veže na receptor i pokreće proces fosforilacije i defosforilacije niza enzima koji će biti odgovorni za učinke. metaboličke stope inzulina.
Značajke
Mehanizam djelovanja inzulina. Izlučujući ga gušterača, inzulin cirkulira krvlju (λ = 30 min) prije nego što se veže na inzulinski receptor (IR). Luuis12321
A podjedinica inzulinskih receptora ima mjesto vezanja za inzulin. Kad se ova jedinica veže za svoj ligand, dolazi do konformacijskih promjena u strukturi receptora koje aktiviraju β podjedinice koje su odgovorne za mehanizme transdukcije signala, a samim tim i za učinke inzulina.
Tirozin kinaza se aktivira u citoplazmatskim domenama receptora, koji pokreću prijenos signala kroz kaskadu kinaza. Prvo što se događa je fosforilacija ili autofosforilacija inzulinskog receptora, a zatim se takozvani supstrati receptora inzulina ili IRS fosforiliraju.
Opisana su četiri supstrata receptora inzulina označena IRS-1, IRS-2, IRS-3 i IRS-4. Fosforilacija tih tvari događa se u ostacima tirozina, serina i treonina. Svaki od ovih supstrata povezan je s različitim kaskadama kinaza koje su uključene u metaboličke učinke inzulina.
Na primjer:
- Čini se da su IRS-1 povezani s učinkom inzulina na rast stanica.
- IRS-2 povezani su s metaboličkim učincima hormona, poput povećanja sinteze glikogena, lipida i proteina, te s translokacijom proteina poput receptora i transportnih proteina glukoze.
bolesti
Dijabetes je bolest koja pogađa vrlo visok postotak svjetske populacije i povezana je s oštećenjima u proizvodnji inzulina, ali i sa lošom funkcijom inzulinskih receptora.
Postoje dvije vrste dijabetesa: dijabetes tipa I ili juvenilni dijabetes, koji ovisi o inzulinu, i dijabetes tipa II ili dijabetes odraslih, koji nije ovisan o inzulinu.
Dijabetes tipa I nastaje zbog nedovoljne proizvodnje inzulina, a povezan je s hiperglikemijom i ketoacidozom. Dijabetes tipa II povezan je s genetskim čimbenicima koji utječu i na proizvodnju inzulina i na funkciju receptora, a povezan je s hiperglikemijom bez ketoacidoze.
Reference
- Američka udruga za dijabetes. (2010). Dijagnoza i klasifikacija šećerne bolesti. Njega dijabetesa, 33 (dodatak 1), S62-S69.
- Berne, R., i Levy, M. (1990). Fiziologija. Mosby; Međunarodno izdanje Ed.
- Fox, SI (2006). Ljudska fiziologija (9. izd.). New York, SAD: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A., & Hall, J. (2006). Udžbenik medicinske fiziologije (11. izd.). Elsevier Inc.
- Lee, J., i Pilch, PF (1994). Receptor za inzulin: struktura, funkcija i signalizacija. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.