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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.

La cascade de signalisation de l'insuline est un réseau complexe et finement régulé qui contrôle la croissance, la survie et le métabolisme cellulaires. Elle débute lorsque l'insuline se lie aux sous-unités alpha extracellulaires du récepteur de l'insuline (IR). Cette liaison induit un changement conformationnel, activant le domaine tyrosine kinase situé sur les sous-unités bêta intracellulaires. La kinase activée phosphoryle des résidus tyrosine spécifiques sur la sous-unité bêta opposée, un processus appelé autophosphorylation. Ces sites de phosphotyrosine servent de plateformes de recrutement pour diverses protéines adaptatrices, notamment la famille des substrats du récepteur de l'insuline (IRS) (IRS1-4). Une fois ancrées, les protéines IRS sont elles-mêmes phosphorylées par la kinase de l'IR. Ceci crée des sites de liaison pour d'autres molécules de signalisation contenant des domaines SH2, telles que la phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). Le recrutement de la PI3K à la membrane plasmique est une étape cruciale. La PI3K activée phosphoryle le lipide PIP₂ (phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate) pour générer le PIP₃ (phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate). Le PIP₃ agit comme second messager, recrutant et activant d'autres kinases, notamment PDK1 et Akt (également connue sous le nom de protéine kinase B). Akt activée est un élément central de cette voie de signalisation, phosphorylant de nombreuses cibles en aval pour moduler les effets de l'insuline. Une action clé d'Akt est de favoriser la translocation des vésicules contenant le transporteur de glucose GLUT4, de l'intérieur de la cellule vers la membrane plasmique dans les tissus musculaires et adipeux. Cette insertion de GLUT4 permet une absorption rapide du glucose sanguin, abaissant ainsi la glycémie. Akt favorise également la synthèse du glycogène, la synthèse des protéines et la synthèse des lipides, tout en inhibant des processus comme la gluconéogenèse et l'apoptose.

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
  • recherche sur le vieillissement et la longévité, car cette voie est liée à la régulation de la durée de vie
  • développement de thérapies pour le syndrome métabolique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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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)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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