Le récepteur de l'insuline est une structure protéique exposée du côté extracellulaire de la membrane plasmique de nombreuses cellules du corps humain et d'autres mammifères. Le ligand naturel de ce récepteur est l'insuline.
L'insuline est une hormone synthétisée par les cellules ß des îlots de Langerhans de la partie endocrine du pancréas, un organe situé dans la cavité abdominale qui synthétise les enzymes digestives et les hormones.
Visualisation de la signalisation transmembranaire induite par le ligand au niveau du récepteur de l'insuline. Theresia Gutmann, Kelly H. Kim, Michal Grzybek, Thomas Walz, Ünal Coskun
L'insuline synthétisée et libérée par le pancréas se lie à son récepteur sur la membrane plasmique des cellules cibles et en conséquence de cette liaison ligand-récepteur, une série de processus intracellulaires sont déclenchés qui favorisent finalement l'entrée du glucose dans lesdites cellules.
L'insuline est responsable de l'activation de nombreuses réactions anaboliques ou synthétiques liées au métabolisme des glucides, des graisses et des protéines.
Les récepteurs de l'insuline sont des glycoprotéines formées par quatre sous-unités avec leurs parties terminales amino et carboxyle dans la région cytoplasmique. Lorsque ces récepteurs se lient à l'insuline, ils s'agglutinent et s'endocyte.
Dans l'obésité et le diabète de type II, le nombre de récepteurs de l'insuline est diminué et cela explique en partie la résistance à l'insuline qui accompagne ces pathologies.
caractéristiques
Les récepteurs de l'insuline font partie d'une famille de récepteurs membranaires qui ont des sites de liaison pour les hormones de nature protéique. Ces types d'hormones ne peuvent pas traverser les membranes cellulaires, de sorte que leurs effets métaboliques sont exercés par leurs récepteurs.
L'insuline est une hormone peptidique liée à la promotion de réactions synthétiques appelées collectivement réactions anaboliques, qui sont liées au métabolisme des glucides, des graisses et des protéines.
De nombreuses cellules possèdent des récepteurs d'insuline, principalement des cellules musculaires, des cellules hépatiques et des cellules adipeuses. Cependant, d'autres cellules qui ne sont apparemment pas des cellules cibles d'insuline possèdent également des récepteurs d'insuline.
L'entrée du glucose dans les cellules, dans certains tissus, est dépendante de l'insuline puisque, dans celles-ci, les protéines responsables de la diffusion facilitée du glucose se trouvent dans de petits morceaux de membrane formant des vésicules intracellulaires.
Lorsque l'insuline se lie à son récepteur dans ce type de cellules insulino-dépendantes, les transporteurs de glucose situés dans les vésicules intracellulaires se déplacent et apparaissent à la surface de la membrane cellulaire lorsque ces vésicules fusionnent avec cette membrane.
Le muscle squelettique et les cellules du tissu adipeux sont, entre autres, un exemple de ce mécanisme.
Les récepteurs de l'insuline ont une demi-vie relativement courte d'environ 7 à 12 heures, ils sont donc constamment synthétisés et dégradés. Chez les mammifères, la concentration en récepteurs est d'environ 20 000 récepteurs par cellule.
Lorsque l'insuline se lie au récepteur, un changement de conformation du récepteur se produit, les récepteurs voisins se déplacent, des micro-agrégats sont produits, puis le récepteur est internalisé. En même temps, des signaux sont générés qui amplifieront alors les réponses.
Structure
Récepteur d'insuline dimère coloré. Domaines L1 (bleu), CR (cyan), L2 (vert), FnIII-1 (jaune), FnIII-2 (orange), FnIII-3 (rouge). Fletcher01
Le gène qui code pour le récepteur de l'insuline est situé sur le chromosome 19 et possède 22 exons. Ce récepteur est composé de quatre sous-unités de glycoprotéines liées par un disulfure.
Il est synthétisé dans le réticulum endoplasmique initialement sous la forme d'une seule chaîne polypeptidique d'environ 1 382 acides aminés qui est ensuite phosphorylée et clivée pour former les sous-unités α et β.
Les quatre sous-unités du récepteur de l'insuline sont deux alphas (α) avec un poids moléculaire de 140 000 Da et deux bêtas plus petits (β) avec un poids moléculaire approximatif de 95 000 Da.
Les sous-unités α sont extracellulaires et sont exposées sur la surface externe de la membrane cellulaire. Les sous-unités β, d'autre part, traversent la membrane et sont exposées ou font saillie sur la surface interne de la membrane (face au cytoplasme).
Les sous-unités α contiennent le site de liaison de l'insuline. Dans les unités β, il existe un site de liaison pour l'ATP qui active la fonction kinase de cette sous-unité et induit une autophosphorylation du récepteur au niveau des résidus tyrosine de la sous-unité β.
Ces récepteurs font partie d'une famille de récepteurs associés aux enzymes cytoplasmiques telles que la tyrosine kinase, une enzyme qui est activée lorsque l'insuline se lie au récepteur et initie un processus de phosphorylation et de déphosphorylation d'une série d'enzymes qui seront responsables des effets. taux métaboliques de l'insuline.
Caractéristiques
Mécanisme d'action de l'insuline. Excrétée par le pancréas, l'insuline circule dans le sang (λ = 30 min) avant de se lier à un récepteur d'insuline (IR). Luuis12321
La sous-unité α des récepteurs de l'insuline a le site de liaison de l'insuline. Lorsque cette unité se lie à son ligand, des changements conformationnels se produisent dans la structure du récepteur qui activent les sous-unités β qui sont responsables des mécanismes de transduction du signal et, par conséquent, des effets de l'insuline.
Une tyrosine kinase est activée dans les domaines cytoplasmiques du récepteur, ce qui initie la transmission de signaux à travers une cascade de kinases. La première chose qui se produit est la phosphorylation ou l'autophosphorylation du récepteur de l'insuline, puis les soi-disant substrats du récepteur de l'insuline ou IRS sont phosphorylés.
Quatre substrats de récepteur d'insuline appelés IRS-1, IRS-2, IRS-3 et IRS-4 ont été décrits. La phosphorylation de ceux-ci se produit dans les résidus tyrosine, sérine et thréonine. Chacun de ces substrats est lié à différentes cascades de kinases impliquées dans les effets métaboliques de l'insuline.
Par exemple:
- Les IRS-1 semblent être liés à l'effet de l'insuline sur la croissance cellulaire.
- Les IRS-2 sont liés aux effets métaboliques de l'hormone, tels que l'augmentation de la synthèse du glycogène, des lipides et des protéines, et à la translocation de protéines telles que les protéines réceptrices et celles du transport du glucose.
Maladies
Le diabète est une maladie qui touche un pourcentage très élevé de la population mondiale et est liée à des défauts de production d'insuline, mais aussi à un mauvais fonctionnement des récepteurs de l'insuline.
Il existe deux types de diabète: le diabète de type I ou diabète juvénile, qui est insulino-dépendant, et le diabète de type II ou diabète de l'adulte, qui n'est pas insulino-dépendant.
Le diabète de type I est dû à une production insuffisante d'insuline et est associé à une hyperglycémie et une acidocétose. Le diabète de type II est associé à des facteurs génétiques qui affectent à la fois la production d'insuline et la fonction des récepteurs et est associé à une hyperglycémie sans acidocétose.
Références
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