Semnalizarea insulinei este calea care reglează homeostazia glucozei prin controlul proceselor importante precum glucoza și metabolismul lipidelor.

azolifesciences

Când insulina se leagă de receptorul de insulină (IR) din celulele mamiferelor, se observă o gamă largă de efecte biologice complexe. Subactivitatea tirozin kinazei IR β este activată, care apoi fosforilează proteinele substratului IR (IRS).

IRS-1 și IRS-2 sunt cele două substraturi primare care suferă fosforilare și acestea activează calea fosfatidilinozitol 3-kinazei (PI3K) -Akt, care joacă un rol major în acțiunile insulinei, în principal prin activarea Akt/PKB iar cascadele PKC. IRS-1 și IRS-2 activează, de asemenea, calea protein kinazei activate de Ras-mitogen (MAPK), care funcționează împreună cu calea PI3K pentru a regla proliferarea celulară.

Cascada de fosforilare

Se știe că cel puțin șase proteine ​​de substrat sunt fosforilate de IR. Toate au capacitatea de a interacționa cu cele cinci forme principale ale subunității de reglementare P13K. Aceste subunități interacționează cu trei tipuri de subunități catalitice PI3K. Acest lucru duce la producerea de fosfatidilinozitol-3,4,5-trifosfat (PIP3), care, prin kinaza PDK1, induce activarea celor trei izoforme cunoscute ale Akt.

Aceste diferite combinații de asociații permit variații imense și adaptarea semnalizării insulinei atât în ​​starea de sănătate, cât și în starea de boală.

Efectele fiziologice ale semnalizării insulinei

Povești conexe

Când insulina semnalează către Akt, se observă diferite efecte metabolice. În celulele musculare și celulele adipoase, un număr de kinaze fosforilează proteinele AS160 (TBC1D4) și TBC1D1 care activează Rab-GTPase, care induc absorbția glucozei.

În celulele hepatice, fosforilarea și inactivarea factorului de transcripție Fox01 de către Akt sunt cel puțin parțial responsabile pentru reprimarea genelor necesare producției de glucoză. Producția de lipide este, de asemenea, crescută prin căi dependente de kinază care implică SREBP1c, PI3K, PDK1 și PKCλ/ζ.

În plus, sinteza glicogenului este crescută prin calea GSK3β/glicogen sintază și lipoliza este inhibată prin calea Akt/PDE3B. De asemenea, s-a demonstrat că semnalizarea insulinei induce proliferarea celulară și previne moartea celulelor. Akt și o serie de alte kinaze fosforilează complexul de scleroză tuberoasă, care îi suprimă capacitatea de a activa GTPaza. Acest lucru determină activarea activatorului mTORC1 Rheb, ceea ce duce la creșterea proliferării celulare și induce traducerea. Proliferarea celulară este, de asemenea, promovată prin activarea cascadei kinazei MAP, care este declanșată de Son-of-Sevenless (SOS). Moartea celulară este inhibată prin axa Akt/BAD.

Reglarea semnalizării insulinei

Niveluri multiple de controale de reglementare influențează semnalizarea insulinei și căile din aval de aceasta. Buclele de feedback și răspunsurile căilor la diferiți stimuli se numără printre aceste mecanisme. Activitatea IR este reglementată de bucle de feedback. IR este defosforilat și activitatea sa este limitată de o fosfotirozin fosfatază numită PTP1B. Cu toate acestea, H2O2 este generat prin semnalizarea IR, ceea ce duce la inhibarea PTP1B și la semnalizarea prelungită a insulinei.

O proteină adaptoare numită Grb10 inhibă activitatea kinazei IR și s-a demonstrat că fosforilarea Grb10 de către mTORC1 îmbunătățește inhibarea IR. Recunoașterea IR a proteinelor IRS este inhibată de un număr de serină/treonină kinaze. Reziduurile de serină ale IRS-1 sunt fosforilate de S6K1 și mTORC1, ceea ce împiedică fosforilarea tirozinei.

Tribbles omolog 3 se asociază cu Akt, ceea ce îi inhibă capacitatea de a fi recunoscut de mTORC2 și PDK1. Activitatea Akt este, de asemenea, scăzută de proteina fosfatază 2A. Fox01 induce transcrierea IRS-2, care este redusă rapid ca urmare a faptului că Akt promovează excluderea Fox01 din nucleu.

La legarea de receptorii lor, citokinele proinflamatorii activează SOCS-3, care interacționează cu IR pentru a preveni recunoașterea IRS. Stimuli multipli induc JNK1, inclusiv citokine și stres oxidativ. JNK1 activat fosforilează un domeniu pe IRS-1 care scade fosforilarea tirozinei. O acumulare de lipide activează PKCθ, care fosforilează IRS-1.

Pe lângă legarea la IR, SOC-3 interacționează, de asemenea, cu proteinele IRS pentru a le stimula descompunerea și a le reduce semnalizarea.

Surse:

Lecturi suplimentare

Sally Robertson

Sally are o diplomă de licență în științe biomedicale (B.Sc.). Ea este un specialist în revizuirea și rezumarea ultimelor descoperiri din toate domeniile medicinii acoperite în reviste medicale internaționale importante, cu impact ridicat, la nivel mondial, conferințe de presă internaționale și buletine de la agențiile guvernamentale și organismele de reglementare. La News-Medical, Sally generează zilnic funcții de știri, articole din domeniul științelor vieții și acoperirea interviurilor.

Citații

Vă rugăm să utilizați unul dintre următoarele formate pentru a cita acest articol în eseu, lucrare sau raport:

Robertson, Sally. (2020, 14 februarie). Calea de semnalizare a insulinei. AZoLifeSciences. Adus pe 17 decembrie 2020 de pe https://www.azolifesciences.com/article/Insulin-signaling-pathway.aspx.

Robertson, Sally. „Calea de semnalizare a insulinei”. AZoLifeSciences. 17 decembrie 2020. .