인슐린 수용체는 인간의 신체 및 다른 포유 동물의 다양한 세포의 세포막의 외 측면에 노출 된 단백질 구조이다. 이 수용체의 천연 리간드는 인슐린입니다.
인슐린은 소화 효소와 호르몬을 합성하는 복강에 위치한 기관인 췌장의 내분비 부분에있는 랑게르한스 섬의 ß 세포에 의해 합성되는 호르몬입니다.
인슐린 수용체에서 리간드 유도 막 통과 신호의 시각화. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
췌장에 의해 합성되고 방출 된 인슐린은 표적 세포의 원형질막에있는 수용체에 결합하고,이 리간드-수용체 결합의 결과로 일련의 세포 내 과정이 촉발되어 최종적으로 상기 세포로의 포도당 진입을 촉진합니다.
인슐린은 탄수화물, 지방 및 단백질의 대사와 관련된 많은 단백 동화 또는 합성 반응의 활성화를 담당합니다.
인슐린 수용체는 세포질 영역에서 아미노 및 카르 복실 말단 부분을 가진 4 개의 서브 유닛에 의해 형성된 당 단백질입니다. 이러한 수용체가 인슐린에 결합하면 함께 응집되어 내 세포가됩니다.
비만과 제 2 형 당뇨병에서 인슐린 수용체의 수가 감소하고 이것은 부분적으로 이러한 병리학 적 상태에 수반되는 인슐린 저항성을 설명합니다.
형질
인슐린 수용체는 단백질 성질의 호르몬에 대한 결합 부위를 가진 막 수용체 계열의 일부입니다. 이러한 유형의 호르몬은 세포막을 통과 할 수 없으므로 대사 효과가 수용체를 통해 수행됩니다.
인슐린은 탄수화물, 지방 및 단백질의 대사와 관련된 합성 반응을 총칭하여 동화 반응이라고하는 합성 반응을 촉진하는 펩타이드 호르몬입니다.
많은 세포에는 인슐린 수용체, 주로 근육 세포, 간 세포 및 지방 세포가 있습니다. 그러나 인슐린 표적 세포가 아닌 다른 세포도 인슐린 수용체를 가지고 있습니다.
일부 조직에서 포도당이 세포로 들어가는 것은 인슐린에 의존합니다. 왜냐하면 포도당의 촉진 확산을 담당하는 단백질이 세포 내 소포를 형성하는 작은 막 조각에서 발견되기 때문입니다.
인슐린이 이러한 유형의 인슐린 의존성 세포에서 수용체에 결합 할 때, 세포 내 소포에 위치한 포도당 수송 체는이 소포가이 막과 융합 될 때 세포막 표면에서 움직이고 나타납니다.
골격근과 지방 조직 세포는 무엇보다도 이러한 메커니즘의 한 예입니다.
인슐린 수용체는 약 7 ~ 12 시간의 상대적으로 짧은 반감기를 가지므로 지속적으로 합성되고 분해됩니다. 포유류에서 수용체 농도는 세포 당 약 20,000 개의 수용체입니다.
인슐린이 수용체에 결합하면 수용체 형태 변화가 일어나고 인접한 수용체가 움직이고 미세 응집체가 생성 된 다음 수용체가 내재화됩니다. 동시에 신호가 생성되어 응답을 증폭합니다.
구조
착색 된 이합체 인슐린 수용체. 도메인 L1 (파란색), CR (청록색), L2 (녹색), FnIII-1 (노란색), FnIII-2 (주황색), FnIII-3 (빨간색). Fletcher01
인슐린 수용체를 암호화하는 유전자는 19 번 염색체에 있으며 22 개의 엑손을 가지고 있습니다. 이 수용체는 4 개의 이황화 결합 당 단백질 소단위로 구성됩니다.
이것은 초기에 약 1,382 개 아미노산의 단일 폴리펩티드 사슬로 소포체에서 합성되며, 그 후 인산화되고 절단되어 α 및 β 서브 유닛을 형성합니다.
인슐린 수용체의 4 개의 소단위는 분자량이 140,000 Da 인 두 개의 알파 (α)와 대략적인 분자량이 95,000 Da 인 두 개의 작은 베타 (β)입니다.
α 서브 유닛은 세포 외이며 세포막의 외부 표면에 노출됩니다. 반면에 β 소단위는 막을 가로 질러 막의 내부 표면에 노출되거나 돌출됩니다 (세포질을 향함).
α 서브 유닛은 인슐린에 대한 결합 부위를 포함합니다. β 단위에는이 서브 유닛의 키나제 기능을 활성화하고 β 서브 유닛의 티로신 잔기에서 수용체자가 인산화를 유도하는 ATP에 대한 결합 부위가 있습니다.
이 수용체는 인슐린이 수용체에 결합 할 때 활성화되고 효과를 담당 할 일련의 효소의 인산화 및 탈 인산화 과정을 시작하는 효소 인 티로신 키나아제와 같은 세포질 효소와 관련된 수용체 군의 일부입니다. 인슐린의 대사율.
풍모
인슐린 작용 메커니즘. 췌장에서 배설 된 인슐린은 인슐린 수용체 (IR)에 결합하기 전에 혈액을 통해 순환합니다 (λ = 30 분). Luuis12321
인슐린 수용체의 α 서브 유닛은 인슐린에 대한 결합 부위를 가지고 있습니다. 이 단위가 리간드에 결합 할 때, 신호 전달 메커니즘을 담당하는 β 서브 유닛을 활성화하는 수용체 구조에 구조적 변화가 발생하여 인슐린 효과가 발생합니다.
티로신 키나아제는 수용체의 세포질 도메인에서 활성화되어 키나아제의 캐스케이드를 통해 신호 전달을 시작합니다. 가장 먼저 일어나는 일은 인슐린 수용체의 인산화 또는자가 인산화이며, 소위 인슐린 수용체 기질 또는 IRS가 인산화됩니다.
IRS-1, IRS-2, IRS-3 및 IRS-4로 지정된 4 개의 인슐린 수용체 기질이 설명되었습니다. 이들의 인산화는 티로신, 세린 및 트레오닌 잔기에서 발생합니다. 이러한 기질 각각은 인슐린의 대사 효과와 관련된 다른 키나아제 캐스케이드와 관련이 있습니다.
예를 들면 :
- IRS-1은 인슐린이 세포 성장에 미치는 영향과 관련이있는 것으로 보입니다.
- IRS-2는 글리코겐, 지질 및 단백질의 합성 증가, 수용체 및 포도당 수송 단백질과 같은 단백질의 전좌와 같은 호르몬의 대사 효과와 관련이 있습니다.
질병
당뇨병은 전 세계 인구의 매우 높은 비율에 영향을 미치며 인슐린 생산의 결함뿐만 아니라 인슐린 수용체의 기능 저하와도 관련이있는 질병입니다.
당뇨병에는 두 가지 유형이 있습니다. 즉, 인슐린 의존성 인 I 형 당뇨병 또는 청소년 당뇨병과 인슐린 의존성이없는 유형 II 당뇨병 또는 성인 당뇨병입니다.
제 1 형 당뇨병은 불충분 한 인슐린 생산으로 인한 것이며 고혈당증 및 케톤 산증과 관련이 있습니다. 제 2 형 당뇨병은 인슐린 생산과 수용체 기능 모두에 영향을 미치는 유전 적 요인과 관련이 있으며 케톤 산증이없는 고혈당증과 관련이 있습니다.
참고 문헌
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