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胰岛素信号转导通路

1990
描述胰岛素信号转导途径(受体和下游效应)的实验室场景。.

(图片仅供参考)

胰岛素 胰岛素通过与胰岛素受体(IR,一种受体酪氨酸激酶)结合而发挥作用。这种结合触发受体的自身磷酸化,从而为胰岛素受体底物(IRS)蛋白创造结合位点。磷酸化的IRS蛋白随后激活下游通路,主要是PI3K/Akt通路,该通路介导胰岛素的大部分代谢效应,包括将GLUT4葡萄糖转运蛋白转位至细胞膜。

胰岛素信号通路是一个复杂且高度调控的网络,控制着细胞的生长、存活和代谢。该通路始于胰岛素与胰岛素受体(IR)胞外α亚基的结合。这种结合会引起构象变化,激活位于胞内β亚基上的酪氨酸激酶结构域。激活的激酶会磷酸化相对β亚基上的特定酪氨酸残基,这一过程称为自身磷酸化。这些磷酸酪氨酸位点作为各种衔接蛋白的募集平台,其中最值得注意的是胰岛素受体底物(IRS)家族(IRS1-4)。IRS蛋白一旦与IR结合,自身也会被IR激酶磷酸化。这会为其他含有SH2结构域的信号分子(例如磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K))创造结合位点。PI3K募集到质膜是一个关键步骤。活化的PI3K磷酸化脂质PIP2(磷脂酰肌醇4,5-二磷酸)生成PIP3(磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸)。PIP3作为第二信使,募集并激活其他激酶,包括PDK1和Akt(也称为蛋白激酶B)。活化的Akt是该通路的关键节​​点,它磷酸化众多下游靶点,从而介导胰岛素的作用。Akt的一个关键作用是促进含有葡萄糖转运蛋白GLUT4的囊泡从细胞内部转运至肌肉和脂肪组织的质膜。GLUT4的插入使得血液中的葡萄糖能够被快速吸收,从而降低血糖水平。 Akt 还能促进糖原合成、蛋白质合成和脂质合成,同时抑制糖异生和细胞凋亡等过程。

UNESCO Nomenclature: 2403
- 细胞生物学

类型

抽象系统

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 埃德温·克雷布斯和埃德蒙·菲舍尔发现蛋白质磷酸化是一种调节机制
  • 第二信使的概念,作者:Earl Sutherland, Jr.
  • 胰岛素受体基因的鉴定和克隆
  • 酪氨酸激酶和 sh2 结构域的发现

应用程序

  • 开发针对信号通路成分的 2 型糖尿病药物(例如二甲双胍、tzds)
  • 癌症研究,因为 pi3k/akt 通路在肿瘤中经常失调
  • 了解胰岛素抵抗的分子基础
  • 衰老和长寿研究,因为该途径与寿命调节有关
  • 代谢综合征的治疗方法的发展

专利:

NA

潜在创新理念

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相关领域:信号转导、胰岛素受体、酪氨酸激酶、IRS、PI3K、Akt、GLUT4、胰岛素抵抗、细胞生物学、磷酸化。

历史背景

胰岛素信号转导通路

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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