На адипонектин е един от най-изобилните секреторни протеини, произведени от специален тип клетки, известни като адипоцитната, характеристики на мастната тъкан. Той е отговорен за повишаване на чувствителността към инсулин и участва в енергийната хомеостаза и затлъстяването.
Човешкият ген на адипонектин беше клониран от мастната тъкан през 1996 г., по време на експерименти, проведени от Мацузава, който го нарече най-разпространеният транскрипт на адипозен ген-1 (apM1, от английския адипозен най-обилен генен стенопис 1).
Триизмерна структура на мишки хексамерен адипонектин (Източник: собствена работа чрез Wikimedia Commons)
Протеинът, от друга страна, е идентифициран в кръвната плазма същата година от Nakano et al.
Този хормон допринася за интегрирането на ендокринни и метаболитни сигнали, които са свързани с контрола на енергийната хомеостаза. Експресията му се индуцира по време на диференциация на адипоцити и циркулира в серума при сравнително високи концентрации.
структура
Адипонектинът принадлежи към семейството на комплемента 1q (C1q) и може да бъде открит в кръвната плазма в голямо разнообразие от мултимерни комплекси (от няколко субединици): тримери, хексамери и мултимери с високо молекулно тегло (от повече от 18 субединици).
Генът, който кодира адипонектин (ADIPOQ), се намира на дългото рамо на хромозома 3 при хората, има 16 килограмови основи и има 3 екзона. Експресията му дава водоразтворим протеин, съставен от 247 аминокиселинни остатъци и молекулно тегло малко под 30 kDa, с изоелектрична точка 5.42.
Идеограма на човешката хромозома. Хромозома 3 подчертана. Източник: Национален център за информация за биотехнологиите, Национална медицинска библиотека на САЩ
Той се състои от четири домена: сигнална последователност в края на N-терминал, променлива област, домен с колаген (cAd) и кълбовиден С-терминален домейн.
В частта на аминотерминала се разграничава подобна на колаген последователност, известна като колагенен домен, която е област от голямо значение за формирането на мултимери и е силно запазена между видовете.
Хидроксилирането и съпътстващото гликозилиране на лизиновите остатъци в колагеновия домен на този протеин е това, което дава възможност за образуването на тримери, които в същото време могат да се свързват помежду си за образуване на хексамери и други комплекси с високо молекулно тегло.
Изглежда, че тези комплекси имат специфичност за "целевите" тъкани, например комплекси с високо молекулно тегло са по-активни в черния дроб, докато тримерите и хексамерите действат без много разлика в голямо разнообразие от тъкани.
Глобуларната област в С-края, наречена глобуларен домен или gAd, е хомоложна на протеини като колаген VIII и колаген X, както и фактор на комплемента C1q.
функция
Като цяло се смята, че хормонът адипонектин действа по подходящ начин за регулиране на метаболизма на липидите и въглехидратите в различни чувствителни към инсулин тъкани.
Това действа върху различни телесни тъкани, тъй като неговите рецептори се изразяват на няколко места. Произведен изключително от адипоцити, адипонектинът насърчава биосинтезата на мастни киселини и инхибирането на глюконеогенезата в черния дроб, една от тъканите, където се намира неговият рецептор за AdipoR2.
Диаграма и хистологичен раздел на мастната тъкан (Източник: OpenStax College чрез Wikimedia Commons)
В скелетните мускули, където са открити AdipoR1 и AdipoR2 рецепторите, той насърчава окисляването на мастните киселини и навлизането на глюкоза в мускулните клетки.
Адипонектинът подобрява и инсулиновата резистентност при някои пациенти, тъй като намалява количеството на вътреклетъчните мазнини, като активира окисляването на мастните киселини както в мускулите, така и в черния дроб.
Някои автори предполагат, че този хормон действа и като антиоксидант, като противовъзпалително средство и като анти-артериосклеротичен фактор.
Приемници
Различните адипонектинови комплекси изглежда имат някои предпочитания пред специфични тъкани. Тези тъканно-специфични взаимодействия възникват в отговор на диференциалната експресия на различни видове адипонектинови рецептори.
Адипонектиновите рецептори (AdipoR) са рецептори, свързани с G-протеин, принадлежащи към семейството рецептори, известни като PAQR. Известни са два типа: AdipoR1 и AdipoR2. И двата поддържат своите N-терминални домени във вътреклетъчното пространство, докато техните С-крайни домейни са изложени на извънклетъчното пространство.
Рецепторите от типа AdipoR1 имат 375 аминокиселини и 42 kDa молекулно тегло, докато рецепторите от типа AdipoR2 имат 311 аминокиселини и тегло 35 kDa. И двете имат 7 трансмембранни домена, тоест структурата им пресича 7 пъти плазмената мембрана на клетките, където са открити.
Има около 70% хомология на последователността между двата рецептора, с изключение на техните N-крайни краища, които са специфични за всеки един от тях.
И AdipoR1 и AdipoR2 се експресират във всички тъкани, въпреки че тяхното изобилие варира от една до друга. AdipoR1 е основно в скелетните мускули, а AdipoR2 е в скелетните мускули и черния дроб.
Т-кадхеринов
Съществува и „предполагаем“ рецептор за адипонектин, известен като Т-кадхерин, който се състои от една молекула кадхерин, загубил своите цитозолни и трансмембранни домейни и е свързан към клетъчната повърхност чрез гликозилфосфатидилиносинотол котви (GPI котви).
Този "рецептор" на адипонектин се експресира във всички тъкани, но се съобщава най-често в сърцето, аортната, каротидната и илиачната артерии и бъбречните артерии.
Механизъм на действие
Въпреки че механизмите на производството на адипонектин и освобождаването му в кръвта не са напълно изяснени, смята се, че пътят на трансдукция на сигнала започва с свързване на адипонектин към мембранните рецептори на целевите му клетки.
Този хормон индуцира активирането на AMP-активирана протеин киназа (AMPK), която се осъществява чрез „адаптер“ протеин, който съдържа домейн на хомология към плекстрин (типичен за протеините, участващи в процесите на клетъчна сигнализация) и домейн от свързване на фосфотирозин (PTB), плюс мотив за затваряне на левцин 1 (APPL).
APPL домейнът е този, който се свързва с вътреклетъчната част на всеки от двата AdipoR рецептора. Малък протеин на GTPase, известен като Rab5, се свързва към едно от местата в затварящия домен на левцина и насърчава мембранната транслокация на GLUT4, регулиращ инсулин транспортер на глюкоза.
Освен това адипонектинът действа на ядрен транскрипционен фактор, известен като PPARα, който е важен от гледна точка на протеиновия, липидния и въглехидратния метаболизъм, както и на клетъчната диференциация и развитие.
Нормални стойности
Нормалните стойности, докладвани за адипонектин в кръвната плазма, съответстват на мултимерните комплекси на този протеин, чийто диапазон на концентрации е между 5 и 20 микрограма на милилитър, въпреки че също са документирани концентрации до 30 микрограма на милилитър.
Имайки предвид горното, заслужава да се отбележи, че концентрациите на адипонектин в плазмата варират значително; например жените са склонни да имат по-високи стойности от мъжете.
Стойностите на този хормон в голяма степен зависят от хранителния статус, наличието или отсъствието на каквато и да е патология и др., Но обикновено са обратно обвързани с мастна тъкан и със състояния като сърдечно-съдови заболявания, хипертония и метаболитни синдроми.
Има съобщения, които гарантират, че плазмените концентрации на адипонектин намаляват при тези пациенти, които страдат от патологични състояния като инсулинова резистентност и затлъстяване.
Препратки
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Адипонектин: повече от просто друг хормон на мастните клетки? Грижи за диабет, 26 (8), 2442-2450.
- Хирако, С. (2016). Адипонектин. В Наръчник на хормоните (стр. 308-e34B). Академична преса.
- Kadowaki, T., & Yamauchi, T. (2005). Адипонектинови и адипонектинови рецептори. Ендокринни прегледи, 26 (3), 439-451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K., & Tobe, K. (2006). Адипонектинови и адипонектинови рецептори при инсулинова резистентност, диабет и метаболитен синдром. Списанието за клинично изследване, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Глава 35-Затлъстяване. Ученик на Уилямс по ендокринология, 11, 1568-1569.
- Steyn, FJ, & Chen, C. (2013). Адипонектин.