İnsülin alıcısı , insanda ve diğer memelilerin çoğu hücrelerin plazma zarının hücre dışı tarafına maruz kalan bir protein yapılarıdır. Bu reseptör için doğal ligand insülindir.
İnsülin, sindirim enzimlerini ve hormonları sentezleyen karın boşluğunda bulunan bir organ olan pankreasın endokrin kısmındaki Langerhans adacıklarının ß hücreleri tarafından sentezlenen bir hormondur.
İnsülin reseptöründe ligandla indüklenen transmembran sinyalinin görselleştirilmesi. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coşkun
Pankreas tarafından sentezlenen ve salınan insülin, hedef hücrelerin plazma membranındaki reseptörüne bağlanır ve bu ligand-reseptör bağlanmasının bir sonucu olarak, glikozun söz konusu hücrelere girişini nihayet teşvik eden bir dizi hücre içi süreç tetiklenir.
İnsülin, karbonhidratların, yağların ve proteinlerin metabolizmasıyla ilgili birçok anabolik veya sentetik reaksiyonun aktivasyonundan sorumludur.
İnsülin reseptörleri, sitoplazmik bölgede amino ve karboksil terminal kısımları ile dört alt birimden oluşan glikoproteinlerdir. Bu reseptörler insüline bağlandığında bir araya toplanır ve endosit oluşturur.
Obezite ve tip II diyabette insülin reseptörlerinin sayısı azalır ve bu kısmen bu patolojik durumlara eşlik eden insülin direncini açıklar.
karakteristikleri
İnsülin reseptörleri, protein yapısındaki hormonlar için bağlanma bölgelerine sahip bir zar reseptörü ailesinin parçasıdır. Bu tür hormonlar hücre zarlarını geçemez, bu nedenle metabolik etkileri reseptörleri aracılığıyla gerçekleşir.
İnsülin, karbonhidratların, yağların ve proteinlerin metabolizmasıyla ilgili, topluca anabolik reaksiyonlar olarak adlandırılan sentetik reaksiyonları teşvik etmekle ilgili bir peptit hormonudur.
Çoğu hücrede, başta kas hücreleri, karaciğer hücreleri ve adipoz hücreleri olmak üzere insülin reseptörleri bulunur. Ancak, insülin hedef hücreleri olmayan diğer hücreler de insülin reseptörlerine sahiptir.
Bazı dokularda glikozun hücrelere girişi insüline bağlıdır, çünkü içlerinde, glikozun kolaylaştırılmış difüzyonundan sorumlu proteinler, hücre içi veziküller oluşturan küçük zar parçalarında bulunur.
Bu tür insüline bağımlı hücrelerde insülin reseptörüne bağlandığında, hücre içi veziküllerde bulunan glikoz taşıyıcıları hareket eder ve bu veziküller bu zarla birleştiğinde hücre zarının yüzeyinde görünür.
İskelet kası ve yağ dokusu hücreleri, diğerleri arasında bu mekanizmanın bir örneğidir.
İnsülin reseptörleri, yaklaşık 7 ila 12 saatlik nispeten kısa bir yarı ömre sahiptir, bu nedenle sürekli olarak sentezlenir ve bozulur. Memelilerde reseptör konsantrasyonu hücre başına yaklaşık 20.000 reseptördür.
İnsülin reseptöre bağlandığında, reseptörde konformasyonel bir değişiklik meydana gelir, komşu reseptörler hareket eder, mikro agregalar üretilir ve ardından reseptör içselleştirilir. Aynı zamanda, daha sonra yanıtları güçlendirecek sinyaller üretilir.
yapı
Renkli dimerik insülin reseptörü. Alanlar L1 (mavi), CR (camgöbeği), L2 (yeşil), FnIII-1 (sarı), FnIII-2 (turuncu), FnIII-3 (kırmızı). Fletcher01
İnsülin reseptörünü kodlayan gen 19. kromozomda bulunur ve 22 eksona sahiptir. Bu reseptör, disülfit bağlantılı dört glikoprotein alt biriminden oluşur.
Endoplazmik retikulumda başlangıçta yaklaşık 1,382 amino asitten oluşan tek bir polipeptid zinciri olarak sentezlenir ve daha sonra a ve alt birimlerini oluşturmak için fosforillenir ve bölünür.
İnsülin reseptörünün dört alt birimi, moleküler ağırlığı 140.000 Da olan iki alfa (a) ve yaklaşık moleküler ağırlığı 95.000 Da olan iki küçük betadır (β).
Α alt birimleri hücre dışıdır ve hücre zarının dış yüzeyinde açığa çıkar. Diğer yandan β alt birimleri zarı çaprazlar ve zarın iç yüzeyinde (sitoplazmaya bakacak şekilde) açığa çıkar veya çıkıntı yapar.
A alt birimleri, insülin için bağlanma bölgesini içerir. P birimlerinde, bu alt birimin kinaz işlevini aktive eden ve y alt biriminin tirozin kalıntılarında reseptör otofosforilasyonunu indükleyen ATP için bir bağlanma bölgesi vardır.
Bu reseptörler, insülin reseptöre bağlandığında aktive olan ve etkilerden sorumlu olacak bir dizi enzimin fosforilasyon ve defosforilasyon sürecini başlatan bir enzim olan tirozin kinaz gibi sitoplazmik enzimlerle ilişkili bir reseptör ailesinin parçasıdır. insülinin metabolik hızları.
Özellikleri
İnsülinin etki mekanizması. Pankreas ile atılan insülin, bir insülin reseptörüne (IR) bağlanmadan önce kanda dolaşır (λ = 30 dakika). Luuis12321
İnsülin reseptörlerinin a alt birimi, insülin için bağlanma yerine sahiptir. Bu birim kendi ligandına bağlandığında, reseptör yapısında sinyal iletim mekanizmalarından ve dolayısıyla insülinin etkilerinden sorumlu olan p alt birimlerini aktive eden konformasyonel değişiklikler meydana gelir.
Reseptörün sitoplazmik alanlarında bir tirozin kinaz aktive edilir ve bu, sinyallerin bir kinazlar dizisi yoluyla iletimini başlatır. İlk gerçekleşen şey, insülin reseptörünün fosforilasyonu veya otofosforilasyonudur ve daha sonra sözde insülin reseptörü substratları veya IRS fosforile edilir.
IRS-1, IRS-2, IRS-3 ve IRS-4 olarak adlandırılan dört insülin reseptörü substratı tarif edilmiştir. Bunların fosforilasyonu tirozin, serin ve treonin kalıntılarında meydana gelir. Bu substratların her biri, insülinin metabolik etkileriyle ilgili farklı kinaz kademeleriyle ilgilidir.
Örneğin:
- IRS-1'ler, insülinin hücre büyümesi üzerindeki etkisiyle ilişkili görünmektedir.
- IRS-2, glikojen, lipidler ve proteinlerin sentezindeki artış gibi hormonun metabolik etkileri ve reseptör proteinleri ve glikoz taşınması gibi proteinlerin translokasyonu ile ilgilidir.
Hastalıklar
Diyabet, dünya nüfusunun çok yüksek bir yüzdesini etkileyen bir hastalıktır ve insülin üretimindeki kusurlarla, ancak aynı zamanda insülin reseptörlerinin kötü işleviyle de ilgilidir.
İki tip diyabet vardır: tip I diyabet veya insüline bağımlı olan genç diyabet ve insüline bağımlı olmayan tip II diyabet veya yetişkin diyabet.
Tip I diyabet, yetersiz insülin üretiminden kaynaklanmaktadır ve hiperglisemi ve ketoasidoz ile ilişkilidir. Tip II diyabet, hem insülin üretimini hem de reseptör fonksiyonunu etkileyen genetik faktörlerle ilişkilidir ve ketoasidoz olmaksızın hiperglisemi ile ilişkilidir.
Referanslar
- Amerikan Diyabet Derneği. (2010). Diyabet tanısı ve sınıflandırılması. Diyabet bakımı, 33 (Ek 1), S62-S69.
- Berne, R. ve Levy, M. (1990). Fizyoloji. Mosby; Uluslararası Ed baskısı.
- Fox, SI (2006). İnsan Fizyolojisi (9. baskı). New York, ABD: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A. ve Hall, J. (2006). Tıbbi Fizyoloji Ders Kitabı (11. baskı). Elsevier Inc.
- Lee, J. ve Pilch, PF (1994). İnsülin reseptörü: yapı, işlev ve sinyal verme. Amerikan Fizyoloji-Hücre Fizyolojisi Dergisi, 266 (2), C319-C334.