Insuliinireseptori
Insuliinireseptori on solun kalvoproteiini, jonka aktivoi insuliini. Insuliinireseptorit säätelevät solujen energiantuotantoa sekä sokeri- ja rasva-aineenvaihduntaa insuliinitasojen ohjaamina. Insuliinireseptorit ovat luokan II tyrosiini-kinaasi-reseptoreita.
Insuliinireseptorin koodaa ihmisen geeni INSR.
Insuliinireseptori koostuu kahdesta alfa- ja beeta-yksiköstä. Insuliinireseptoreiden rakenteesta on useita tutkimustuloksia.
Useiden tutkimusten mukaan se muistuttaa muodoltaan Y tai T-kirjainta, alfayksiköiden muodostaessa solun ulkopuoliset yläosan sakarat, ja solukalvon sisään kulkevan beeta-yksikön muodostaessa vertikaalisen varren. Se on noin 12 nanometriä leveä ja 20 nanometriä korkea. Insuliini kiinnittyy alfa-yksiköiden muodostamaan haaraan. Joidenkin tutkimustulosten mukaan reseptorit ovat muodoltaan pallomaisia, ja niihin voi kiinnittyä kaksi insuliinimolekyyliä.
Insuliinireseptorin tehtävänä on ohjata veren sokeria siirtävät proteiinit kuten SLC2A4 solukalvoille, ja ohjata näiden reseptoreiden suorittamaa glukoosi-sokerin siirtoa soluihin, sekä lisäksi ohjata glykogeenin synteesiä, ohjata glykolyysiä sekä ohjata rasvahappojen synteesiä.
Insuliinireseptorin aktivoi siihen kiinnittyvä insuliini. Se aktivoi glukoosiaineenvaihdunnasta ja sen siirtämisestä vastaavien proteiinien toimintaa, insuliiniaineenvaihduntaan liittyvien geenien aktivaatiota sekä glykogeenin synteesiä GSK-3-proteiinin kautta. Insuliinin toimintamekanismia molekyylitasolla ei vielä täysin tunneta.
Insuliinireseptorin aktivoituessa sen sisältämään tyrosiiniin liittyy fosforiryhmä, eli se fosforyloityy. Se viestii toissijaisen viestijärjestelmän kautta, johon kuuluvat tyrosiinikinaasit IRR ja kasvutekijä IGF-1. Se myös viestii glukoosia siirtävien GLUT4-proteiinien siirtymistä solukalvolle.
Insuliinireseptorin aktivoitumisen seurauksena tapahtuu seriini-treoniini-fosforylaatioreaktioita, joiden seurauksena muodostuvat substraattiproteiinit IGF-1-IGF-4. Tyrosiini-kinaasit reseptorista aktivoivat substraattiproteiineja ja geenien ilmenemistä. Substraattiproteiinien aktivaatio liittyy joukkoon muita proteiini-kinaasijärjestelmiä, kuten PI 3 -kinaasi, joista seuraa inositolien tuotantoa.
Insuliinireseptori viestii aktivaatiosignaalin ainakin yhdeksään tällaiseen substraattiproteiiniin. Niihin kuuluvat mm. IRR ja GAB-1. Insuliinireseptorin aktivoitumisesta seuraava välittäjäproteiini, esimerkiksi IGF-kinaasi, aktivoi näitä muita substraattiproteiineja, eli fosforyloi kohdeproteiinien tyrosiinin hydroksyyliryhmän. Kohdeproteiineja ovat mm. G-proteiinit, fosfotyrosiinifosfataasi-entsyymi ja sytoplasmassa esiintyvä tyrosiinikinaasi. Fosforylaatio- ja defosforylaatio-reaktiot siis säätelevät näiden entsyymien toimintaa ja myös niiden sijaintia solussa.
Katsotaan, että insuliinireseptorin aktivaation jälkeen yleensä tapahtuva endosytoosi on insuliinireseptorin ominaisuus.
Insuliinin sitouduttua insuliinireseptoriin voi insuliini joko vapautua tai päätyä hajotettavaksi moninaisia reittejä pitkin.
Reseptori voi suoraan vapauttaa insuliinin tai reseptori hajottaa insuliinin solukalvolla, jolloin sen hajoamistuotteet jäävät solun ulkopuolelle.
Vaihtoehtoisesti, insuliinireseptori ja siihen kiinnittynyt insuliini voi siirtyä endosytoottisesti solukalvolta solun sisään endosomi-rakkulassa. Endosomissa insuliini hajoaa, ja sen hajoamistuotteet päätyvät joko solun omaan käyttään tai diasytoottisesti solun ulkopuolelle. Insuliinireseptori päätyy takaisin solukalvolle palautuen alkuperäiseen tilaansa.
Insuliinin noin 71 minuutin elinkaaresta se kiertää elimistössä, muun muassa verenkierrossa, 3 minuuttia. Loppuajan insuliini on kiinnittyneenä reseptoreihin. Valtaosa insuliinista on sitoutuneena maksan reseptoreihin. Merkittävä osa insuliinista vapautuu reseptoreista takaisin verenkiertoon.
Insuliinin hajottamisesta elimistössä vastaavat pääosin maksa ja munuaiset.
Insuliinireseptorin viestinnän heikentymisen eli insuliiniresistenssin seurauksena aiheutuu II-tyypin diabetes.