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इंसुलिन सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे

1990
Laboratory scene depicting insulin signal transduction pathway with receptor and downstream effects.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

Insulin इंसुलिन, एक रिसेप्टर टायरोसिन काइनेज, इंसुलिन रिसेप्टर (IR) से जुड़कर अपना प्रभाव शुरू करता है। यह जुड़ाव रिसेप्टर के ऑटोफॉस्फोराइलेशन को ट्रिगर करता है, जिससे इंसुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट (IRS) प्रोटीन के लिए डॉकिंग साइट बनती हैं। फॉस्फोराइलेटेड IRS प्रोटीन फिर डाउनस्ट्रीम पाथवे को सक्रिय करते हैं, मुख्य रूप से PI3K/Akt पाथवे को, जो इंसुलिन के अधिकांश मेटाबोलिक प्रभावों को नियंत्रित करता है, जिसमें GLUT4 ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर्स का कोशिका झिल्ली में स्थानांतरण भी शामिल है।

द इंसुलिन 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, protein synthesis, and lipid synthesis, while inhibiting processes like gluconeogenesis and apoptosis.

UNESCO Nomenclature: 2403
कोशिका जीवविज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • एडविन जी. क्रेब्स और एडमंड एच. फिशर द्वारा प्रोटीन फॉस्फोरिलेशन को एक नियामक तंत्र के रूप में खोजा गया।
  • अर्ल सदरलैंड जूनियर द्वारा प्रतिदेशापन्न दूतों की अवधारणा।
  • इंसुलिन रिसेप्टर जीन की पहचान और क्लोनिंग
  • टायरोसिन काइनेज और sh2 डोमेन की खोज

आवेदन

  • टाइप 2 मधुमेह के लिए ऐसी दवाओं का विकास करना जो सिग्नलिंग मार्ग के घटकों को लक्षित करती हैं (जैसे, मेटफॉर्मिन, टीजेडडीएस)।
  • कैंसर अनुसंधान में, pi3k/akt मार्ग अक्सर ट्यूमर में अनियमित हो जाता है।
  • इंसुलिन प्रतिरोध के आणविक आधार को समझना
  • research into aging and लंबी उम्र, as this pathway is linked to जीवनकाल regulation
  • मेटाबोलिक सिंड्रोम के लिए उपचारों का विकास

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • कैंसर के उपचार के लिए PI3K अवरोधकों का विकास
  • विभिन्न रोगों के लिए एक्ट-लक्षित उपचार
  • इंसुलिन मार्ग के मॉड्यूलेटरों के लिए उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग
  • ऑप्टोजेनेटिक उपकरण वास्तविक समय में सिग्नलिंग कैस्केड के विशिष्ट चरणों को नियंत्रित करने के लिए।
  • स्वास्थ्य और रोग में मार्ग व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए सिस्टम बायोलॉजी मॉडल
  • परिधीय ऊतकों में इंसुलिन संवेदनशीलता को विशेष रूप से बढ़ाने वाली दवाओं का विकास
  • एंटी-एजिंग उद्देश्यों के लिए एमटीओआर जैसे डाउनस्ट्रीम इफेक्टर्स को लक्षित करने वाली थेरेपी
  • इंसुलिन प्रतिरोध के निदान के लिए मार्ग घटकों की फॉस्फोरिलेशन स्थिति पर आधारित बायोमार्कर
  • इंसुलिन सिग्नलिंग मार्ग में दोषों को ठीक करने के लिए जीन थेरेपी
  • nanoparticle delivery systems for targeted drug action within the cascade
संबंधित विषय: सिग्नल ट्रांसडक्शन, इंसुलिन रिसेप्टर, टायरोसिन काइनेज, आईआरएस, पीआई3के, एकेटी, ग्लूट4, इंसुलिन प्रतिरोध, कोशिका जीव विज्ञान, फॉस्फोरिलेशन।

ऐतिहासिक संदर्भ

इंसुलिन सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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