reseptor insulin adalah struktur protein terkena di sisi ekstraselular membran plasma banyak sel-sel tubuh manusia dan mamalia lainnya. Ligan alami untuk reseptor ini adalah insulin.
Insulin adalah hormon yang disintesis oleh sel pulau Langerhans bagian endokrin pankreas, organ yang terletak di rongga perut yang mensintesis enzim pencernaan dan hormon.
Visualisasi pensinyalan transmembran yang diinduksi ligan pada reseptor insulin. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, nal Coskun [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]
Insulin yang disintesis dan dilepaskan oleh pankreas berikatan dengan reseptornya pada membran plasma sel target dan sebagai konsekuensi dari pengikatan ligan-reseptor ini, serangkaian proses intraseluler dipicu yang akhirnya mendorong masuknya glukosa ke dalam sel tersebut.
Insulin bertanggung jawab untuk aktivasi banyak reaksi anabolik atau sintetik yang berhubungan dengan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein.
Reseptor insulin adalah glikoprotein yang terdiri dari empat subunit dengan bagian terminal amino dan karboksilnya di daerah sitoplasma. Ketika reseptor ini mengikat insulin mereka mengumpul dan endosit.
Pada obesitas dan diabetes tipe II, jumlah reseptor insulin menurun dan ini sebagian menjelaskan resistensi insulin yang menyertai kondisi patologis ini.
Indeks artikel
Karakteristik
Reseptor insulin adalah bagian dari keluarga reseptor membran yang memiliki tempat pengikatan untuk hormon yang bersifat protein. Jenis hormon ini tidak dapat melintasi membran sel sehingga efek metabolismenya dilakukan melalui reseptornya.
Insulin adalah hormon peptida yang terkait dengan mempromosikan reaksi sintetik yang secara kolektif disebut reaksi anabolik, yang terkait dengan metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.
Banyak sel memiliki reseptor insulin, terutama sel otot, sel hati, dan sel jaringan adiposa. Namun, sel lain yang tampaknya bukan sel target insulin juga memiliki reseptor insulin.
Masuknya glukosa ke dalam sel, di beberapa jaringan, bergantung pada insulin karena, di dalamnya, protein yang bertanggung jawab untuk difusi terfasilitasi glukosa ditemukan dalam potongan-potongan kecil membran yang membentuk vesikel intraseluler.
Ketika insulin berikatan dengan reseptornya dalam jenis sel yang bergantung pada insulin ini, pengangkut glukosa yang terletak di vesikel intraseluler bergerak dan muncul di permukaan membran sel ketika vesikel ini menyatu dengan membran ini.
Otot rangka dan sel jaringan adiposa adalah, antara lain, contoh mekanisme ini.
Reseptor insulin memiliki waktu paruh yang relatif pendek sekitar 7 sampai 12 jam, sehingga mereka terus-menerus disintesis dan didegradasi. Pada mamalia, konsentrasi reseptor kira-kira 20.000 reseptor per sel.
Ketika insulin berikatan dengan reseptor, terjadi perubahan konformasi reseptor, reseptor tetangga bergerak, mikro-agregat diproduksi dan kemudian reseptor diinternalisasi. Pada saat yang sama, sinyal dihasilkan yang kemudian akan memperkuat respons.
Struktur
Reseptor insulin dimer berwarna. Domain L1 (biru), CR (sian), L2 (hijau), FnIII-1 (kuning), FnIII-2 (oranye), FnIII-3 (merah). Fletcher01 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Gen yang mengkode reseptor insulin terletak pada kromosom 19 dan memiliki 22 ekson. Reseptor ini terdiri dari empat subunit glikoprotein terkait disulfida.
Ini disintesis dalam retikulum endoplasma awalnya sebagai rantai polipeptida tunggal dari sekitar 1.382 asam amino yang kemudian difosforilasi dan dibelah untuk membentuk subunit dan .
Empat subunit reseptor insulin adalah dua alfa (α) dengan berat molekul 140.000 Da dan dua beta yang lebih kecil (β), dengan perkiraan berat molekul 95.000 Da.
Subunit bersifat ekstraseluler dan tersingkap di permukaan luar membran sel. Subunit , di sisi lain, melintasi membran dan terbuka atau menonjol pada permukaan bagian dalam membran (menghadap sitoplasma).
Subunit mengandung tempat pengikatan insulin. Pada unit terdapat tempat pengikatan untuk ATP yang mengaktifkan fungsi kinase dari subunit ini dan menginduksi autofosforilasi reseptor pada residu tirosin dari subunit .
Reseptor ini adalah bagian dari keluarga reseptor yang terkait dengan enzim sitoplasma seperti tirosin kinase, enzim yang diaktifkan ketika insulin berikatan dengan reseptor dan memulai proses fosforilasi dan defosforilasi serangkaian enzim yang akan bertanggung jawab atas efeknya. tingkat metabolisme insulin.
Fitur
Mekanisme kerja insulin. Diekskresikan oleh pankreas, insulin beredar melalui darah (λ = 30 menit) sebelum berikatan dengan reseptor insulin (IR). Luuis12321 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Subunit reseptor insulin memiliki tempat pengikatan untuk insulin. Ketika unit ini mengikat ligan, perubahan konformasi terjadi pada struktur reseptor yang mengaktifkan subunit yang bertanggung jawab untuk mekanisme transduksi sinyal dan, oleh karena itu, untuk efek insulin.
Dalam domain sitoplasma reseptor, tirosin kinase diaktifkan yang memulai transmisi sinyal melalui kaskade kinase. Hal pertama yang terjadi adalah fosforilasi atau autofosforilasi reseptor insulin dan kemudian yang disebut substrat reseptor insulin atau IRS difosforilasi.
Empat substrat reseptor insulin yang ditunjuk IRS-1, IRS-2, IRS-3, dan IRS-4 telah dijelaskan. Fosforilasi mereka terjadi pada residu tirosin, serin dan treonin. Masing-masing substrat ini terkait dengan kaskade kinase yang berbeda yang terlibat dalam efek metabolik insulin.
Sebagai contoh:
- IRS-1 tampaknya terkait dengan efek insulin pada pertumbuhan sel.
- IRS-2 terkait dengan efek metabolik hormon, seperti peningkatan glikogen, sintesis lipid dan protein, dan translokasi protein seperti protein reseptor dan protein transpor glukosa.
penyakit
Diabetes adalah penyakit yang mempengaruhi persentase yang sangat tinggi dari populasi dunia dan berhubungan dengan cacat dalam produksi insulin, tetapi juga dengan fungsi reseptor insulin yang buruk.
Ada dua jenis diabetes: diabetes tipe I atau diabetes remaja, yang bergantung pada insulin, dan diabetes tipe II atau diabetes dewasa, yang tidak bergantung pada insulin.
Diabetes tipe I disebabkan oleh produksi insulin yang tidak mencukupi dan berhubungan dengan hiperglikemia dan ketoasidosis. Diabetes tipe II berhubungan dengan faktor genetik yang mempengaruhi produksi insulin dan fungsi reseptor dan berhubungan dengan hiperglikemia tanpa ketoasidosis.
Referensi
- Asosiasi Diabetes Amerika. (2010). Diagnosis dan klasifikasi diabetes melitus. Perawatan diabetes, 33 (Suplemen 1), S62-S69.
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi. Mosby; Edisi Internasional Ed.
- Fox, SI (2006). Fisiologi Manusia (edisi ke-9). New York, AS: McGraw-Hill Press.
- Guyton, A., & Hall, J. (2006). Buku Ajar Fisiologi Medis (Edisi ke-11). Elsevier Inc.
- Lee, J., & Pilch, PF (1994). Reseptor insulin: struktur, fungsi, dan sinyal. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 266 (2), C319-C334.
