Receptorilor de insulina este un structuri de proteine expuse pe partea extracelulara a membranei plasmatice a multor celule ale corpului uman și alte mamifere. Ligandul natural pentru acest receptor este insulina.
Insulina este un hormon sintetizat de celulele ß ale insulelor Langerhans din porțiunea endocrină a pancreasului, un organ situat în cavitatea abdominală care sintetizează enzime și hormoni digestivi.
Vizualizarea semnalizării transmembranului indusă de ligand la receptorul de insulină. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
Insulina sintetizată și eliberată de pancreas se leagă de receptorul său pe membrana plasmatică a celulelor țintă și, ca urmare a acestei legături ligand-receptor, sunt declanșate o serie de procese intracelulare care promovează în sfârșit intrarea glucozei în respectivele celule.
Insulina este responsabilă pentru activarea multor reacții anabolice sau sintetice legate de metabolismul carbohidraților, grăsimilor și proteinelor.
Receptorii insulinei sunt glicoproteine formate din patru subunități cu porțiunile lor terminale amino și carboxilice în regiunea citoplasmatică. Când acești receptori se leagă de insulină se aglomerează și se endocitează.
În obezitate și diabet de tip II, numărul receptorilor de insulină este scăzut și acest lucru explică parțial rezistența la insulină care însoțește aceste afecțiuni patologice.
caracteristici
Receptorii de insulină fac parte dintr-o familie de receptori de membrană care au site-uri de legare pentru hormonii de natură proteică. Aceste tipuri de hormoni nu pot traversa membranele celulare, astfel încât efectele lor metabolice sunt realizate prin intermediul receptorilor lor.
Insulina este un hormon peptidic asociat cu promovarea reacțiilor sintetice numite colectiv reacții anabolice, care sunt asociate cu metabolismul carbohidraților, grăsimilor și proteinelor.
Multe celule au receptori de insulină, în principal celule musculare, celule hepatice și celule adipoase. Cu toate acestea, alte celule care aparent nu sunt celule țintă ale insulinei posedă, de asemenea, receptori de insulină.
Intrarea glucozei în celule, în unele țesuturi, este dependentă de insulină, deoarece, în ele, proteinele responsabile de difuzarea facilitată a glucozei se găsesc în bucăți mici de membrană care formează vezicule intracelulare.
Când insulina se leagă de receptorul său în acest tip de celule dependente de insulină, transportorii de glucoză localizați în veziculele intracelulare se mișcă și apar la suprafața membranei celulare atunci când aceste vezicule se contopesc cu această membrană.
Mușchiul scheletului și celulele țesutului adipos sunt, printre altele, un exemplu al acestui mecanism.
Receptorii de insulină au un timp de înjumătățire relativ scurt de aproximativ 7 până la 12 ore, deci sunt sintetizați în mod constant și degradat. La mamifere, concentrația receptorului este de aproximativ 20.000 de receptori pe celulă.
Când insulina se leagă de receptor, se produce o schimbare conformațională a receptorului, se mută receptorii vecini, se produc micro-agregate, iar apoi receptorul este interiorizat. În același timp, sunt generate semnale care vor amplifica apoi răspunsurile.
Structura
Receptor de insulină dimerică colorată. Domenii L1 (albastru), CR (cyan), L2 (verde), FnIII-1 (galben), FnIII-2 (portocaliu), FnIII-3 (roșu). Fletcher01
Gena care codifică receptorul de insulină este localizată pe cromozomul 19 și are 22 de exoni. Acest receptor este format din patru subunități de glicoproteină legată de disulfură.
Este sintetizat inițial în reticulul endoplasmic ca un lanț polipeptidic unic de aproximativ 1.382 aminoacizi, care este apoi fosforilat și clivat pentru a forma subunitățile α și β.
Cele patru subunități ale receptorului de insulină sunt două alfa (α) cu o greutate moleculară de 140.000 Da și două bete mai mici (β) cu o greutate moleculară aproximativă de 95.000 Da.
Subunitățile α sunt extracelulare și sunt expuse pe suprafața exterioară a membranei celulare. Pe de altă parte, subunitățile β traversează membrana și sunt expuse sau proeminente pe suprafața interioară a membranei (orientată spre citoplasmă).
Subunitățile α conțin locul de legare pentru insulină. În unitățile β există un loc de legare pentru ATP care activează funcția kinazei a acestei subunități și induce autofosforilarea receptorilor la reziduurile de tirozină ale subunității β.
Acești receptori fac parte dintr-o familie de receptori asociați cu enzime citoplasmatice, cum ar fi tirozin kinaza, o enzimă care este activată atunci când insulina se leagă de receptor și inițiază un proces de fosforilare și defosforilare a unei serii de enzime care vor fi responsabile pentru efecte. rate metabolice ale insulinei.
Caracteristici
Mecanismul de acțiune al insulinei. Excretată de pancreas, insulina circulă prin sânge (λ = 30 min) înainte de a se lega de un receptor de insulină (IR). Luuis12321
Subunitatea α a receptorilor de insulină are locul de legare pentru insulină. Când această unitate se leagă de ligandul său, în structura receptorilor apar modificări conformaționale care activează subunitățile β care sunt responsabile pentru mecanismele de transducție a semnalului și, prin urmare, pentru efectele insulinei.
O tirosină kinază este activată în domeniile citoplasmice ale receptorului, care inițiază transmiterea semnalelor printr-o cascadă de kinaze. Primul lucru care se întâmplă este fosforilarea sau autofosforilarea receptorului de insulină și apoi așa-numitele substraturi ale receptorilor de insulină sau IRS sunt fosforilate.
Au fost descrise patru substraturi receptor de insulină desemnate IRS-1, IRS-2, IRS-3 și IRS-4. Fosforilarea acestora are loc în reziduuri de tirozină, serină și treonină. Fiecare dintre aceste substraturi este legat de diferite cascade kinazice implicate în efectele metabolice ale insulinei.
De exemplu:
- IRS-1 pare să fie legat de efectul insulinei asupra creșterii celulare.
- IRS-2 sunt legate de efectele metabolice ale hormonului, cum ar fi creșterea sintezei de glicogen, lipide și proteine și cu translocarea de proteine, cum ar fi proteinele receptorilor și cele ale transportului glucozei.
boli
Diabetul este o boală care afectează un procent foarte mare din populația lumii și este legată de defecte în producția de insulină, dar și de o funcție slabă a receptorilor de insulină.
Există două tipuri de diabet: diabetul tip I sau diabetul juvenil, care este dependent de insulină și diabetul de tip II sau diabetul adult, care nu este dependent de insulină.
Diabetul de tip I se datorează producției insuficiente de insulină și este asociat cu hiperglicemie și cetoacidoză. Diabetul de tip II este asociat cu factori genetici care afectează atât producția de insulină, cât și funcția receptorilor și este asociat cu hiperglicemie fără cetoacidoză.
Referințe
- Asociatia Americana pentru Diabet. (2010). Diagnosticul și clasificarea diabetului zaharat. Îngrijirea diabetului, 33 (suplimentul 1), S62-S69.
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fiziologie. Mosby; Ediție internațională Ed.
- Fox, SI (2006). Fiziologie umană (ediția a IX-a). New York, SUA: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A., & Hall, J. (2006). Manual de fiziologie medicală (ediția a 11-a). Elsevier Inc.
- Lee, J., & Pilch, PF (1994). Receptorul de insulină: structură, funcție și semnalizare. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.