Insuliinireseptori
Insuliinireseptori on solun kalvoproteiini, jonka aktivoi insuliini.[1] Insuliinireseptorit säätelevät solujen energiantuotantoa sekä sokeri- ja rasva-aineenvaihduntaa insuliinitasojen ohjaamina. Insuliinireseptorit ovat luokan II tyrosiini-kinaasi-reseptoreita.
Insuliinireseptorin koodaa ihmisen geeni INSR.[2]
Rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptori koostuu kahdesta alfa- ja beeta-yksiköstä. Insuliinireseptoreiden rakenteesta on useita tutkimustuloksia.
Useiden tutkimusten mukaan se muistuttaa muodoltaan Y tai T-kirjainta, alfayksiköiden muodostaessa solun ulkopuoliset yläosan sakarat, ja solukalvon sisään kulkevan beeta-yksikön muodostaessa vertikaalisen varren. Se on noin 12 nanometriä leveä ja 20 nanometriä korkea. Insuliini kiinnittyy alfa-yksiköiden muodostamaan haaraan. Joidenkin tutkimustulosten mukaan reseptorit ovat muodoltaan pallomaisia, ja niihin voi kiinnittyä kaksi insuliinimolekyyliä.[1]
Toiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptorin tehtävänä on ohjata veren sokeria siirtävät proteiinit kuten SLC2A4 solukalvoille, ja ohjata näiden reseptoreiden suorittamaa glukoosi-sokerin siirtoa soluihin, sekä lisäksi ohjata glykogeenin synteesiä, ohjata glykolyysiä sekä ohjata rasvahappojen synteesiä.
Insuliinireseptorin aktivoiduttua[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptorin aktivoi siihen kiinnittyvä insuliini. Se aktivoi glukoosiaineenvaihdunnasta ja sen siirtämisestä vastaavien proteiinien toimintaa, insuliiniaineenvaihduntaan liittyvien geenien aktivaatiota sekä glykogeenin synteesiä GSK-3-proteiinin kautta. Insuliinin toimintamekanismia molekyylitasolla ei vielä täysin tunneta.[3]
Signaaliketju[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptorin aktivoituessa sen sisältämään tyrosiiniin liittyy fosforiryhmä, eli se fosforyloityy. Se viestii toissijaisen viestijärjestelmän kautta, johon kuuluvat tyrosiinikinaasit IRR ja kasvutekijä IGF-1. Se myös viestii glukoosia siirtävien GLUT4-proteiinien siirtymistä solukalvolle.[3]
Insuliinireseptorin aktivoitumisen seurauksena tapahtuu seriini-treoniini-fosforylaatioreaktioita, joiden seurauksena muodostuvat substraattiproteiinit IGF-1-IGF-4. Tyrosiini-kinaasit reseptorista aktivoivat substraattiproteiineja ja geenien ilmenemistä. Substraattiproteiinien aktivaatio liittyy joukkoon muita proteiini-kinaasijärjestelmiä, kuten PI 3 -kinaasi, joista seuraa inositolien tuotantoa.[3]
Substraattiproteiinit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptori viestii aktivaatiosignaalin ainakin yhdeksään tällaiseen substraattiproteiiniin. Niihin kuuluvat mm. IRR ja GAB-1. Insuliinireseptorin aktivoitumisesta seuraava välittäjäproteiini, esimerkiksi IGF-kinaasi, aktivoi näitä muita substraattiproteiineja, eli fosforyloi kohdeproteiinien tyrosiinin hydroksyyliryhmän. Kohdeproteiineja ovat mm. G-proteiinit, fosfotyrosiinifosfataasi-entsyymi ja sytoplasmassa esiintyvä tyrosiinikinaasi. Fosforylaatio- ja defosforylaatio-reaktiot siis säätelevät näiden entsyymien toimintaa ja myös niiden sijaintia solussa.[3]
Katsotaan, että insuliinireseptorin aktivaation jälkeen yleensä tapahtuva endosytoosi on insuliinireseptorin ominaisuus.[4]
Insuliinireseptorin aktivaation jälkeen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinin sitouduttua insuliinireseptoriin voi insuliini joko vapautua tai päätyä hajotettavaksi moninaisia reittejä pitkin.
Reseptori voi suoraan vapauttaa insuliinin tai reseptori hajottaa insuliinin solukalvolla, jolloin sen hajoamistuotteet jäävät solun ulkopuolelle.[4]
Vaihtoehtoisesti, insuliinireseptori ja siihen kiinnittynyt insuliini voi siirtyä endosytoottisesti solukalvolta solun sisään endosomi-rakkulassa. Endosomissa insuliini hajoaa, ja sen hajoamistuotteet päätyvät joko solun omaan käyttään tai diasytoottisesti solun ulkopuolelle. Insuliinireseptori päätyy takaisin solukalvolle palautuen alkuperäiseen tilaansa.[4]
Insuliinin noin 71 minuutin elinkaaresta se kiertää elimistössä, muun muassa verenkierrossa, 3 minuuttia. Loppuajan insuliini on kiinnittyneenä reseptoreihin. Valtaosa insuliinista on sitoutuneena maksan reseptoreihin. Merkittävä osa insuliinista vapautuu reseptoreista takaisin verenkiertoon.[4]
Insuliinin hajottamisesta elimistössä vastaavat pääosin maksa ja munuaiset.[4]
Liittyy II-tyypin diabetekseen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Insuliinireseptorin viestinnän heikentymisen eli insuliiniresistenssin seurauksena aiheutuu II-tyypin diabetes.
Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- ↑ a b Pierre De Meyts and Jonathan Whittaker: STRUCTURAL BIOLOGY OF INSULIN AND IGF1 RECEPTORS: IMPLICATIONS FOR DRUG DESIGN (pdf) NATURE REVIEWS DRUG DISCOVERY. VOLUME 1, OCTOBER 2002, page 769. Nature Publishing Group. Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
- ↑ INSR (html) genenames.org. Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
- ↑ a b c d Sareen S. Gropper, Jack L. Smith, James L. Groff: ”3 Carbohydrates”, Advanced Nutrition and Human Metabolism, s. 74–75. Belmont, Ca: Wadsworth, 2009. ISBN 978-0-495-11657-8. (englanniksi)
- ↑ a b c d e 1. William C. Duckworth, 2. Robert G. Bennett and 3. Frederick G. Hamel: Insulin Degradation: Progress and Potential (html) (koko artikkeli html muodossa) Endocrine reviews vol. 19 no. 5 608–624. October 1, 1998. # The Endocrine Society. Arkistoitu 12.6.2013. Viitattu 19.5.2011. (englanniksi)