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Voie de transduction du signal de l'insuline

1990
Scène de laboratoire décrivant la voie de transduction du signal de l'insuline avec le récepteur et les effets en aval.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Insuline L'insuline initie ses effets en se liant au récepteur de l'insuline (IR), une tyrosine kinase réceptrice. Cette liaison déclenche l'autophosphorylation du récepteur, créant des sites d'ancrage pour les protéines substrats du récepteur de l'insuline (IRS). Les protéines IRS phosphorylées activent ensuite des voies de signalisation en aval, principalement la voie PI3K/Akt, qui est responsable de la plupart des effets métaboliques de l'insuline, notamment la translocation des transporteurs de glucose GLUT4 vers la membrane cellulaire.

Le l'insuline signaling cascade is a complex and highly regulated network that controls cellular growth, survival, and metabolism. It begins when insulin binds to the extracellular alpha subunits of the insulin receptor (IR). This causes a conformational change, activating the tyrosine kinase domain located on the intracellular beta subunits. The activated kinase phosphorylates specific tyrosine residues on the opposing beta subunit, a process called autophosphorylation. These phosphotyrosine sites act as recruitment platforms for various adapter proteins, most notably the insulin receptor substrate (IRS) family (IRS1-4). Once docked, IRS proteins are themselves phosphorylated by the IR kinase. This creates binding sites for other signaling molecules containing SH2 domains, such as phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). The recruitment of PI3K to the plasma membrane is a critical step. Activated PI3K phosphorylates the lipid [latex]PIP_2[/latex] (phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate) to generate [latex]PIP_3[/latex] (phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate). [latex]PIP_3[/latex] acts as a second messenger, recruiting and activating other kinases, including PDK1 and Akt (also known as Protein Kinase B). Activated Akt is a central node in the pathway, phosphorylating a multitude of downstream targets to mediate insulin’s effects. A key action of Akt is to promote the translocation of vesicles containing the glucose transporter GLUT4 from the cell’s interior to the plasma membrane in muscle and adipose tissue. This insertion of GLUT4 allows for the rapid uptake of glucose from the bloodstream, lowering blood sugar levels. Akt also promotes glycogen synthesis, synthèse des protéines, and lipid synthesis, while inhibiting processes like gluconeogenesis and apoptosis.

UNESCO Nomenclature: 2403
Biologie cellulaire

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Découverte de la phosphorylation des protéines comme mécanisme de régulation par Edwin G. Krebs et Edmond H. Fischer
  • concept de seconds messagers par Earl Sutherland, Jr.
  • identification et clonage du gène du récepteur de l'insuline
  • découverte des tyrosine kinases et des domaines sh2

Applications

  • développement de médicaments pour le diabète de type 2 qui ciblent les composants de la voie de signalisation (par exemple, metformine, TZD)
  • recherche sur le cancer, car la voie pi3k/akt est souvent dérégulée dans les tumeurs
  • comprendre les bases moléculaires de la résistance à l'insuline
  • research into aging and longévité, as this pathway is linked to durée de vie règlement
  • développement de thérapies pour le syndrome métabolique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • développement d'inhibiteurs de pi3k pour le traitement du cancer
  • thérapies ciblées sur l'AKT pour diverses maladies
  • criblage à haut débit des modulateurs de la voie de l'insuline
  • outils optogénétiques pour contrôler des étapes spécifiques de la cascade de signalisation en temps réel
  • modèles de biologie des systèmes pour prédire le comportement des voies dans la santé et la maladie
  • développement de médicaments qui améliorent spécifiquement la sensibilité à l'insuline dans les tissus périphériques
  • thérapies ciblant les effecteurs en aval comme mtor à des fins anti-âge
  • biomarqueurs basés sur l'état de phosphorylation des composants de la voie pour le diagnostic de la résistance à l'insuline
  • thérapies géniques pour corriger les défauts de la voie de signalisation de l'insuline
  • nanoparticle delivery systems for targeted drug action within the cascade
Lié à : transduction du signal, récepteur de l'insuline, tyrosine kinase, irs, pi3k, akt, glut4, résistance à l'insuline, biologie cellulaire, phosphorylation.

Contexte historique

Voie de transduction du signal de l'insuline

1977
1983
1987
1990
1990
1990
1997
1975
1979
1983
1988
1990
1990
1997
2000

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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