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Insulinrezeptor

Englisch: insulin receptor

1 Definition

Der Insulinrezeptor, kurz IR, ist ein auf der Zellmembran von Körpergeweben (z.B. Skelettmuskulatur, Fettgewebe) exprimierter Rezeptor, dessen physiologischer Ligand das Insulin ist.

2 Struktur

Der Insulinrezeptor gehört zur Gruppe der Tyrosinkinase-Rezeptoren. Es handelt sich um ein tetrameres Protein, das die Zellmembran durchsetzt. Zusammengesetzt ist es aus je 2 α- und β-Untereinheiten, die jeweils durch Disulfidbrücken kovalent miteinander verbunden sind. Jede α-Untereinheit ist dabei in der Lage, genau ein Molekül Insulin zu binden.

3 Funktionsmechanismus

Bei Bindung von Insulin an die α-Untereinheiten des Rezeptor bewirken eine Konformationsänderung, welche die Kinase-Aktivität der β-Untereinheiten in Gang setzt. Es werden spezifisch Tyrosinreste der β-Untereinheit phosphoryliert.

Durch die Aktivierung des Rezeptors wird die Anlagerung eines intrazellulär gelegenen Signaltransduktionsproteins ermöglicht. Auch die Tyrosinreste dieses Proteins werden phosphoryliert.

Im Anschluss erfolgt eine Signaltransduktion nach intrazellulär. Dabei werden auf verschiedenen Wegen die Transkription von Genen des Glucosestoffwechsels, die Zellproliferation, die Funktion der Phosphodiesterase und die Translokation von Glucosetransportern beeinflusst.

Die genauen intrazellulären Mechanismen der Insulinwirkung sind derzeit (2013) nicht vollständig aufgeklärt. Eine Schlüsselfunktion scheint das Protein Insulin-Rezeptor-Substrat 1 (IRS-1) zu haben, das bei vielen intrazellulären Insulinwirkungen beteiligt ist. Die weitere Signaltransduktion wird unter anderem von PI3-Kinasen angestoßen. In Leberzellen soll Insulin dagegen die cAMP-spezifische Phosphodiesterase (PDE) aktivieren.

4 Rezeptorzyklus

Der Insulinrezeptor wird nach der Bindung von Insulin durch Invagination der Zellmembran als Endosom in die Zelle aufgenommen. Durch Aktivität von Protonenpumpen in der Endosomenmembran wird der pH-Wert im Endosom gesenkt und das Insulin daraufhin vom Rezeptor gelöst. Anschließend wird es enzymatisch inaktiviert. Die außerhalb des Endosoms gelegenen β-Untereinheiten können daraufhin von Protein-Tyrosin-Phosphatasen (PTP) dephosphoryliert werden. Der so reaktivierte Insulinrezeptor wird erneut in die Zellmembran eingegliedert und steht zur Signalaufnahme zur Verfügung.

5 Weblinks

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Fachgebiete: Biochemie

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