Адипонектина является одним из самых распространенных секреторных белков , полученных с помощью специального типа клеток , известных как адипоциты, характеристики жировой ткани. Он отвечает за повышение чувствительности к инсулину и участвует в энергетическом гомеостазе и ожирении.
Ген адипонектина человека был клонирован из жировой ткани в 1996 году в ходе экспериментов Мацузавы, который назвал его наиболее распространенным транскриптом-1 гена жировой ткани (apM1).
Трехмерная структура гексамерного адипонектина мыши (Источник: собственная работа через Wikimedia Commons)
С другой стороны, белок был идентифицирован в плазме крови в том же году Накано и соавт.
Этот гормон способствует интеграции эндокринных и метаболических сигналов, связанных с контролем энергетического гомеостаза. Его экспрессия индуцируется во время дифференцировки адипоцитов и циркулирует в сыворотке в относительно высоких концентрациях.
Структура
Адипонектин принадлежит к семейству комплемента 1q (C1q) и может быть обнаружен в плазме крови в виде самых разнообразных мультимерных комплексов (из нескольких субъединиц): тримеров, гексамеров и высокомолекулярных мультимеров (более 18 субъединиц).
Ген, кодирующий адипонектин (ADIPOQ), расположен на длинном плече хромосомы 3 у человека, имеет 16 килограмм оснований и 3 экзона. Его экспрессия дает водорастворимый белок, состоящий из 247 аминокислотных остатков, с молекулярной массой чуть менее 30 кДа с изоэлектрической точкой 5,42.
Идеограмма хромосомы человека. Хромосома 3 выделена. Источник: Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
Он состоит из четырех доменов: сигнальной последовательности на N-конце, вариабельной области, коллагенового домена (cAd) и глобулярного C-концевого домена.
В аминоконцевой части выделяется коллагеноподобная последовательность, известная как домен коллагена, которая является областью, имеющей большое значение для образования мультимеров и высоко консервативной для разных видов.
Гидроксилирование и сопутствующее гликозилирование остатков лизина в коллагеновом домене этого белка - это то, что делает возможным образование тримеров, которые в то же время могут связываться друг с другом с образованием гексамеров и других высокомолекулярных комплексов.
Эти комплексы, по-видимому, обладают специфичностью для «целевых» тканей, например высокомолекулярные комплексы более активны в печени, в то время как тримеры и гексамеры действуют без особого различия в самых разных тканях.
Глобулярная область на С-конце, называемая глобулярным доменом или gAd, гомологична таким белкам, как коллаген VIII и коллаген X, а также фактору комплемента C1q.
функция
В целом считается, что гормон адипонектин соответствующим образом регулирует метаболизм липидов и углеводов в различных чувствительных к инсулину тканях.
Это действует на разные ткани организма, так как его рецепторы выражены в нескольких местах. Вырабатываемый исключительно адипоцитами, адипонектин способствует биосинтезу жирных кислот и ингибированию глюконеогенеза в печени, одной из тканей, где находится его рецептор AdipoR2.
Схема и гистологический срез жировой ткани (Источник: OpenStax College через Wikimedia Commons)
В скелетных мышцах, где обнаружены рецепторы AdipoR1 и AdipoR2, он способствует окислению жирных кислот и проникновению глюкозы в мышечные клетки.
Адипонектин также улучшает инсулинорезистентность у некоторых пациентов, так как снижает количество внутриклеточного жира за счет активации окисления жирных кислот как в мышцах, так и в печени.
Некоторые авторы предполагают, что этот гормон также действует как антиоксидант, как противовоспалительный агент и как антиартериосклеротический фактор.
Приемники
По-видимому, различные комплексы адипонектина имеют некоторое предпочтение перед определенными тканями. Эти тканеспецифические взаимодействия происходят в ответ на дифференциальную экспрессию различных типов рецепторов адипонектина.
Рецепторы адипонектина (AdipoR) представляют собой рецепторы, связанные с G-белком, принадлежащие к семейству рецепторов, известных как PAQR. Известны два типа: AdipoR1 и AdipoR2. Оба поддерживают свои N-концевые домены во внутриклеточном пространстве, в то время как их C-концевые домены открыты во внеклеточном пространстве.
Рецепторы типа AdipoR1 имеют 375 аминокислот и молекулярную массу 42 кДа, а рецепторы типа AdipoR2 имеют 311 аминокислот и массу 35 кДа. Оба имеют 7 трансмембранных доменов, то есть их структура 7 раз пересекает плазматическую мембрану клеток, в которых они обнаружены.
Между обоими рецепторами существует примерно 70% гомологии последовательностей, за исключением их N-концевых концов, которые специфичны для каждого из них.
И AdipoR1, и AdipoR2 экспрессируются во всех тканях, хотя их количество варьируется от одного к другому. AdipoR1 находится в основном в скелетных мышцах, а AdipoR2 находится как в скелетных мышцах, так и в печени.
Т-кадгерин
Существует также «предполагаемый» рецептор адипонектина, известный как Т-кадгерин, который состоит из одной молекулы кадгерина, который потерял свои цитозольные и трансмембранные домены и связан с поверхностью клетки через якоря гликозилфосфатидилинозитола (якоря GPI ).
Этот «рецептор» адипонектина экспрессируется во всех тканях, но наиболее часто о нем сообщается в сердце, аортальной, сонной и подвздошной артериях, а также почечных артериях.
Механизм действия
Хотя механизмы производства и высвобождения адипонектина в кровоток до конца не выяснены, считается, что путь передачи сигнала начинается со связывания адипонектина с мембранными рецепторами на его клетках-мишенях.
Этот гормон вызывает активацию AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK), которая происходит через «адаптерный» белок, который содержит домен, гомологичный плекстрину (типичный для белков, участвующих в процессах передачи сигналов клетки), и домен связывание фосфотирозина (PTB) плюс закрывающий мотив лейцина 1 (APPL).
Домен APPL - это домен, который связывается с внутриклеточной частью любого из двух рецепторов AdipoR. Небольшой белок GTPase, известный как Rab5, связывается с одним из сайтов в закрывающем домене лейцина и способствует транслокации через мембрану GLUT4, регулируемого инсулином переносчика глюкозы.
Кроме того, адипонектин действует на ядерный фактор транскрипции, известный как PPARα, который важен с точки зрения метаболизма белков, липидов и углеводов, а также дифференцировки и развития клеток.
Нормальные значения
Нормальные значения адипонектина в плазме крови соответствуют мультимерным комплексам этого белка, диапазон концентраций которых составляет от 5 до 20 микрограмм на миллилитр, хотя также были зарегистрированы концентрации до 30 микрограммов на миллилитр.
Имея в виду вышеизложенное, стоит упомянуть, что концентрации адипонектина в плазме значительно различаются; женщины, например, имеют более высокие ценности, чем мужчины.
Значения этого гормона в значительной степени зависят от статуса питания, наличия или отсутствия какой-либо патологии и т. Д., Но обычно обратно коррелируют с ожирением и с такими состояниями, как сердечно-сосудистые заболевания, гипертония и метаболические синдромы.
Имеются сообщения, которые гарантируют снижение концентрации адипонектина в плазме у пациентов, страдающих такими патологическими состояниями, как инсулинорезистентность и ожирение.
Ссылки
- Чандран, М., Филлипс, С.А., Чьяралди, Т., и Генри, Р.Р. (2003). Адипонектин: больше, чем просто еще один гормон жировых клеток? Уход за диабетом, 26 (8), 2442-2450.
- Хирако, С. (2016). Адипонектина. В Справочнике по гормонам (стр. 308-e34B). Академическая пресса.
- Кадоваки, Т., и Ямаути, Т. (2005). Адипонектиновые и адипонектиновые рецепторы. Эндокринные обзоры, 26 (3), 439-451.
- Кадоваки, Т., Ямаути, Т., Кубота, Н., Хара, К., Уэки, К., и Тобе, К. (2006). Адипонектин и рецепторы адипонектина при инсулинорезистентности, диабете и метаболическом синдроме. Журнал клинических исследований, 116 (7), 1784-1792.
- Кляйн, С., и Ромейн, Дж. А. (2007). Глава 35 - Ожирение. Учебник эндокринологии Уильямса, 11, 1568-1569.
- Стейн, Ф.Дж., и Чен, К. (2013). Адипонектина.