Caratteristiche dei recettori dell'insulina, struttura, funzioni

IL Recettori dell'insulina Sono strutture proteiche esposte sul lato extracellulare della membrana plasmatica di molte cellule del corpo umano e quella di altri mammiferi. Il ligando naturale di questo ricevitore è l'insulina.

L'insulina è un ormone sintetizzato dalle cellule ß delle isole di Langerhans della porzione endocrina del pancreas, un organo situato nella cavità addominale che sintetizza gli enzimi digestivi e gli ormoni.

Visualizzazione della segnalazione transmembrana indotta dal ligando nel ricevitore dell'insulina. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, ünal Coskun [CC di 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0)]

L'insulina sintetizzata e rilasciata dal pancreas si lega al suo ricevitore nella membrana plasmatica dei cellule bianche e, di conseguenza, vengono innescate una serie di processi intracellulari che infine promuovono l'ingresso del glucosio in queste cellule.

L'insulina è responsabile dell'attivazione di molte reazioni anaboliche o sintesi correlate al metabolismo dei carboidrati, del grasso e delle proteine.

I recettori dell'insulina sono glicoproteine ​​formate da quattro subunità con la sua porzione di carbossile amino e terminale nella regione citoplasmatica. Quando questi recettori si legano all'insulina sono raggruppati e endociti.

Nell'obesità e nel diabete di tipo II, il numero di recettori dell'insulina è ridotto e questo spiega in parte la resistenza all'insulina che accompagna queste condizioni patologiche.

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Caratteristiche

I recettori dell'insulina fanno parte di una famiglia di recettori membranali che hanno siti sindacali per gli ormoni proteici. Questo tipo di ormoni non può attraversare le membrane cellulari, quindi i loro effetti metabolici sono eseguiti dalla mediazione dei loro recettori.

L'insulina è un ormone peptidico correlato alla promozione delle reazioni di sintesi chiamate reazioni anaboliche, che sono correlate al metabolismo di carboidrati, grassi e proteine.

Molte cellule hanno recettori dell'insulina, principalmente cellule muscolari, tessuto epatico e adiposo. Tuttavia, altre cellule che non sono apparentemente le cellule target di insulina hanno anche recettori dell'insulina.

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L'ingresso al glucosio nelle cellule, in alcuni tessuti, dipende dall'insulina poiché, in essi, le proteine ​​responsabili della diffusione facilitata del glucosio si trovano in piccoli pezzi di membrana che formano vescicole intracellulari.

Quando l'insulina si lega al suo ricevitore in questo tipo di cellule insulino-dipendenti, i trasportatori di glucosio situati nelle vescicole intracellulari si muovono e si presentano sulla superficie della membrana cellulare quando queste vescicole con questa membrana sono fuse.

Le cellule del muscolo scheletrico e del tessuto adiposo sono, tra l'altro, un esempio di questo meccanismo.

I recettori dell'insulina hanno una durata relativamente breve di circa 7-12 ore, quindi si sintetizzano e si degradano costantemente. Nei mammiferi, la concentrazione del recettore è circa 20.000 recettori cellulari.

Quando l'insulina si unisce al ricevitore, c'è un cambiamento conformazionale del ricevitore, vengono prodotti i recettori vicini, vengono prodotti micro-agrociti e quindi il ricevitore è interno. Allo stesso tempo, vengono generati i segnali che amplificheranno le risposte.

Struttura

Recettore di insulina dimerica colorata. DOMINI L1 (blu), CR (ciano), L2 (verde), fnii-1 (giallo), fnii-2 (arancione), fnii-3 (rosso) (rosso). Fletcher01 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Il gene che codifica per il ricevitore dell'insulina si trova sul cromosoma 19 e ha 22 esoni. Questo ricevitore è composto da quattro subunità glicoproteine ​​collegate da ponti disolfuro.

È sintetizzato nel reticolo endoplasmatico inizialmente come una semplice catena polipeptidica di circa 1382 aminoacidi che viene quindi fosforilato e diviso per formare le subunità α e ß.

Le quattro subunità del recettore dell'insulina sono due alfas (α) con un peso molecolare di 140.000 da e due beta più piccoli (β), con un peso molecolare approssimativo di 95.000 da.

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Le subunità α sono extracellulari ed esposte sulla superficie esterna della membrana cellulare. Le subunità β, d'altra parte, attraversano la membrana e sono esposte o sporgenti sulla superficie interna dello stesso (guardando verso il citoplasma).

Nelle subunità α c'è il sito dell'Unione per l'insulina. Nelle unità β esiste un sito sindacale per l'ATP che attiva la funzione chinasi di questa subunità e induce l'autofosforilazione del ricevitore nei residui di tirosina della subunità β.

Questi recettori fanno parte di una famiglia di recettori associati a enzimi citoplasmatici come la tirosina-chef, l'enzima che viene attivato quando l'insulina si unisce al ricevitore e avvia un processo di fosforilazione e defosforilazione di una serie di enzimi che saranno responsabili degli effetti degli effetti degli effetti gli effetti insulina metabolica.

Funzioni

Meccanismo di azione di insulina. Excreted dal pancreas, l'insulina circola attraverso il sangue (λ = 30 min) prima di unirsi a un ricevitore di insulina (IR). Luuis12321 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

La subunità α dei recettori dell'insulina ha il sito di legame all'insulina. Quando questa unità si unisce al suo ligando, si verificano cambiamenti conformazionali nella struttura del ricevitore che attivano le subunità β che sono responsabili dei meccanismi di trasduzione del segnale e, quindi, degli effetti dell'insulina.

Nei domini citoplasmatici del recettore, viene attivato un ebsiccio di tirosina che inizia la trasmissione dei segnali mediante una cascata di chinasi. La prima cosa che accade è la fosforilazione o l'autofosfato del recettore dell'insulina e quindi i substrati di insulina o ricevitore IRS così chiamati sono fosforilati.

Sono stati descritti quattro substrati di recettori dell'insulina chiamati IRS-1, IRS-2, IRS-3 e IRS-4. La fosforilazione di questi si verifica nei rifiuti di tirosina, serina e treonina. Ognuno di questi substrati è correlato a diverse cascate di chinasi coinvolte negli effetti metabolici dell'insulina.

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Per esempio:

• L'IRS-1 sembra essere correlato all'effetto dell'insulina sulla crescita cellulare.
• IRS -2 sono correlati agli effetti metabolici dell'ormone, come l'aumento della sintesi di glicogeno, lipidi e proteine ​​e la traslocazione di proteine ​​come le proteine ​​del ricevitore e il trasporto di glucosio.

Malattie

Il diabete è una malattia che colpisce una percentuale molto elevata della popolazione mondiale ed è correlata a difetti nella produzione di insulina, ma anche con una scarsa funzione dei recettori dell'insulina.

Esistono due tipi di diabete: diabete di tipo I o diabete giovanile, che non dipende dall'insulina, e diabete di tipo II o diabete adulto, che non è insulino-dipendente.

Il diabete di tipo I è dovuto all'insufficiente produzione di insulina ed è accompagnato da iperglicemia e chetoacidosi. Il diabete di tipo II è correlato a fattori genetici che influenzano sia la produzione di insulina che la funzione dei suoi recettori ed è accompagnato da iperglicemia senza chetoacidosi.

Riferimenti

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