Factorii de creștere II., Calea semnalului insulinei

Traiectoria semnalului declanșată de factorul de creștere

Continuare de la Ras:(Activarea Ras - vezi prelegerea anterioară)

Adăugări: Sos are activitate bazală - deci îl puteți activa imediat când vă apropiați de Ras. Semnificația activării Ras:

Rolul lui Ras

Calea semnalului membrană la membrană - Ras ca temporizator funcționează, activează GTP prin legare, apoi hidrolizează GTP cu proteine GAP (la PIB și fosfat anorganic) în câteva minute, apoi îl oprește. Cursul de timp al traiectoriei unui semnal de creștere este determinat de Ras.

Structura Ras

Domeniul efector, regiunea de legare a PIB/GTP este împrăștiată în proteina Ras, există o secvență de țintire a membranei (se leagă covalent de membrană prin legarea de acizi grași - în absența acesteia își pierde complet activitatea biologică).

Ca rezultat al legării GTP, calea de legare a proteinei efectoare a domeniului efector continuă.

Proteine efectoare Ras

Cele mai importante: serina-treonin kinază Raf și subunitatea PI3 kinază 110 kDa.

Cascade început de Raf: MAP kinază cascadă. Calea: Raf - MEK - kinaza MAP.

Raf se leagă de domeniul efector Ras, localizat la membrană, legat de GTP și este asociat cu proteina asistentă Hsp90 (activarea nu este complet elucidată). Raf activat intră în citosol, fosforilând MEK, care, ca kinază mixtă, fosforilează treonina și tirozina aproape de MAP kinaza. Unele kinaze MAP fosforilează subunitatea ribozomală S-6 și sporesc transcrierea proteinelor și, la intrarea în nucleu, fosforilează factorii de transcripție, care la rândul lor declanșează procese transcripționale.

Factorul de transcripție MAP kinază-fosforilat (SRE) constă din trei unități: 2 SRF (factor de răspuns seric), a treia parte: TCF (factor ternar complex). Prin fosforilarea lor, activează transcrierea genei țintă.

Semnificația lui Raf

Mecanismul său de activare nu este pe deplin înțeles - dar rolul său este proeminent: căile de semnalizare se deschid adesea aici.

Lucrează cu un receptor care nu are activitate tirozin kinază - dar calea de semnalizare este legată de activitatea tirozin kinazei.

Citokinele în general

Pentru factorii de creștere sunt făcute similare în funcția lor, dar este înșelată. acționează asupra diferitelor celule țintă, iar receptorii lor nu au activitate tirozin kinazică independentă, dar au ca rezultat activarea solubilă a TK (relația receptor-TK diferă).

Calea de semnalizare a citokinelor

Ligand (citokină corespunzătoare) - subunitate de receptor specifică + subunitate de receptor comun (mai multe subunități de receptori specifici se pot lega de aceasta, determinând legarea ligandului), de care se leagă un TK solubil, care atunci când este activat fosforilează (și de obicei activează) un factor de transcripție.

JAK tirozin kinaze: Kinaza cu față de Janus (domeniul kinazei + pseudokinaza - nefuncțional, domeniul „asemănător kinazei”, domeniul SH2, domeniul FERM - regiune care se conectează la membrana plasmatică și citoschelet)

Proteine STAT: traductoare de semnal și activatori de transcripție - aceștia poartă o cale de semnal și acționează ca un factor de transcripție. Legarea ADN-ului, SH2, domeniul transactivant. La activare, un alt domeniu SH2 se leagă de fosfatul domeniului de transactivare și se delocalizează la un nucleu dimer.

Calea de semnalizare IL-4

IL-4 se leagă de dimerul receptorului, se leagă de ambele - activare JAK1 (JAK3), fosforilare STAT6, dimerizare, translocație nucleară.

Specificitatea căilor de semnalizare este furnizată de proteinele IL și STAT legate de calea de semnalizare dată, iar factorii de transcripție au secvențe consens specifice pentru legarea ADN-ului.

Insulina este unul dintre cei mai importanți hormoni reglatori ai metabolismului general și este, de asemenea, important factor de creștere.

Exemplu: O mamă fetală cu un nivel ridicat de zahăr din sânge răspunde la creșterea secreției de insulină fetală - niveluri ridicate de insulină împreună cu factorul de creștere asemănător insulinei determină o creștere imensă.

Calea de semnalizare a insulinei

Receptorul de insulină are patru domenii transmembranare cu lanț alfa unic, 2 ec., 2 lanțuri beta. Receptorul formează, de asemenea, un heterotetramer în starea de bază, nu este necesară o legare suplimentară a receptorului. Lanțurile beta se fosforilează reciproc pe lanțurile laterale ale tirozinei pentru a lega insulina. Proteinele se pot lega de fosfotirozine, dar efectul biologic este proteinele substratului receptorului insulinei sunt implicate în principal - receptorul fosforilează proteina IRS-1 (substrat al receptorului pentru insulină). IRS-1 fosforilat atrage diverse proteine (proteine de andocare - „Port”, spre deosebire de proteina schelelor, se poate lega numai după fosforilare pe tirozină).

În absența IRS, calea de semnalizare nu funcționează sau doar funcționează foarte prost. Într-un experiment knock-out (cu deficiență de genă) la șoarece, după distrugerea genei IRS-1, șoarecii vor pierde în greutate, toleranța la glucoză va scădea și rezistența la insulină se va dezvolta mai târziu - simptome care indică diabetul. Viabilitatea mouse-ului poate fi explicată prin prezența izoformelor IRS-2 și IRS-3 și un anumit grad de efect compensatoriu.

Reglementarea transportorului GLUT4

Produsele lipidice ale PI3 kinazei (PI-3,4,5 trisP) apar în reticulul endoplasmatic, activând astfel PDK1 și apoi PKCλ. Transportorii GLUT4 stau în membrana Golgi, alături de care sunt substanțe inhibitoare aparținând proteinelor G monomerice mici. Rab4 proteina se găsește - este fosforilată de PKCλ, fosforilarea clivează Rab4, efectul inhibitor dispare, veziculele se atașează, transportorii GLUT4 intră în membrană. Pe măsură ce semnalul de insulină se descompune, receptorii se recirculează.

Reglarea sintezei glicogenului

Glucoza care intră în celulele hepatice este activată în UDP-glucoză, care poate fi încorporată în glicogen de glicogen sintetaza. Glicogen fosforilaza descompune glicogenul în glucoză-1-P.

Funcția enzimatică este determinată de raportul insulină/glucagon - glucagonul crește nivelul AMPc, activează enzima prin fosforilarea glicogenului sintetazei PKA - GSK3 poate deja fosforila glicogen sintetaza pre-fosforilată (glicogen sintetaza kinaza 3 este activă, dar GS defosforilat nu este un substrat), GS dublu fosforilat este deja un substrat pentru fosforilază. PP1G scinde doi fosfați, dezactivându-se astfel complet.

Activitatea insulinei: Produsele lipidice ale PI3 kinazei se găsesc și în membrana celulară - PDK1 se leagă de membrană, activează PKB legat de membrană, ceea ce duce la fosforilarea GSK3, care inhibă această enzimă - deci nu fosforilează glicogen sintetaza activă, astfel nu este inactivat. Inhibitorii GSK3 pot îmbunătăți starea pacientului în diabet, deoarece un astfel de inhibitor scade glicemia.

Diabetul zaharat

„Urina dulce” este o boală caracterizată printr-o lipsă relativă sau absolută de insulină. Se cunosc două tipuri: tipul I („juvenil”), o afecțiune menținută prin insulinoterapie, tip II. tip („bătrânețe”) - tratat cu dietă, exerciții fizice, antidiabetice orale și, în cele din urmă, insulină.

Diabetul indus de sarcină: modificările hormonale perturbă metabolismul glucidic, boala postpartum.

Scăderea toleranței la glucoză: anticamera diabetului.

Cauzele exacte ale rezistenței la insulină sunt necunoscute - chiar și în prezența insulinei, absorbția glucozei de către țesuturile sensibile la insulină (mușchi și țesut adipos) este limitată. Motivele pot fi: fundal genetic, obezitate - numărul receptorilor de insulină din țesutul adipos crește drastic (rămâne proporțional), degradarea crescută a IRS

Test de toleranță la glucoză

Nivelul fiziologic al glicemiei: 3,5-5,5 mM

Pacientul are 100 g sau 1 g/kg de glucoză - după două ore trebuie să revină nivelul inițial de zahăr din sânge și chiar se dezvoltă hipoglicemie ușoară, care în curând revine la nivelul inițial. În caz de toleranță scăzută la glucoză, pacientul începe de la nivelul normal al zahărului din sânge, dar după două ore nivelul zahărului din sânge rămâne mai mare (7-8 mM). Studiul începe cu un nivel de post mai mare decât diabetul, iar nivelul zahărului din sânge este foarte ridicat chiar și după două ore.

Conceptul de rezistență la insulină

Nivelurile IRS-1 sunt crescute la pacienții cu rezistență la insulină - reducând astfel semnalizarea insulinei.