Adiponektin je eden izmed najbolj obilnih sekretorne beljakovin, proizvedenih s posebno vrsto celic, znanih kot adipocitih, značilnosti maščobnega tkiva. Odgovoren je za povečanje občutljivosti na inzulin in sodeluje pri energijski homeostazi in debelosti.
Človeški gen adiponektin je bil kloniran iz maščobnega tkiva leta 1996 med poskusi, ki jih je izvedel Matsuzawa, ki ga je imenoval za najbolj razširjen transkript gena adipoznega gena-1 (apM1, iz angleškega adipose najbolj obilnega genskega prepisa 1).
Tridimenzionalna struktura mišjega heksamernega adiponektina (Vir: lastno delo prek Wikimedia Commons)
Na drugi strani so protein v krvni plazmi identificirali Nakano in sod.
Ta hormon prispeva k integraciji endokrinih in presnovnih signalov, ki so povezani z nadzorom energijske homeostaze. Izraženo je med diferenciacijo adipocitov in kroži v serumu v sorazmerno visokih koncentracijah.
Struktura
Adiponektin spada v družino komplementa 1q (C1q) in ga lahko najdemo v krvni plazmi v najrazličnejših multimernih kompleksih (iz več podenot): trimeri, heksameri in multimeri z visoko molekulsko maso (več kot 18 podenot).
Gen, ki kodira adiponektin (ADIPOQ), se nahaja na dolgi roki kromosoma 3 pri človeku, ima 16 kilogramskih baz in ima 3 eksone. Njegov izraz daje vodotopni protein, sestavljen iz 247 aminokislinskih ostankov in molekulske mase nekaj manj kot 30 kDa, z izelektrično točko 5,42.
Ideogram človeškega kromosoma. Kromosom 3 poudarjen. Vir: Nacionalni center za informacije o biotehnologiji, Ameriška nacionalna medicinska knjižnica
Sestavljajo ga štiri domene: signalno zaporedje na koncu N-terminala, spremenljivo območje, domena kolagena (cAd) in kroglasta domena C-terminala.
Na amino terminalskem delu se loči kolagena podobna sekvenca, znana kot domena kolagena, ki je območje velikega pomena za tvorbo multimerov in je med vrstami zelo ohranjeno.
Hidroksilacija in sočasno glikozilacija ostankov lizina v domeni kolagena tega proteina je tisto, kar omogoča tvorbo trimerov, ki se lahko med seboj povezujejo, da tvorijo heksamerje in druge komplekse z visoko molekulsko maso.
Zdi se, da imajo ti kompleksi specifičnost za "ciljna" tkiva, na primer kompleksi z visoko molekulsko maso so bolj aktivni v jetrih, medtem ko trimeri in heksameri delujejo brez večjega razlikovanja v najrazličnejših tkivih.
Globolarno območje na C-terminusu, ki se imenuje globularna domena ali gAd, je homologno z beljakovinami, kot sta kolagen VIII in kolagen X, kot tudi komplementarni faktor C1q.
Funkcija
Na splošno velja, da hormon adiponektin na ustrezen način deluje pri uravnavanju presnove lipidov in ogljikovih hidratov v različnih tkivih, občutljivih na inzulin.
Ta deluje na različna telesna tkiva, saj se njegovi receptorji izražajo na več mestih. Adiponektin, ki ga proizvaja izključno adipociti, spodbuja biosintezo maščobnih kislin in zavira glukoneogenezo v jetrih, enemu od tkiv, kjer najdemo njegov receptor za AdipoR2.
Diagram in histološki odsek maščobnega tkiva (Vir: OpenStax College prek Wikimedia Commons)
V skeletnih mišicah, kjer najdemo receptorja AdipoR1 in AdipoR2, spodbuja oksidacijo maščobnih kislin in vstop glukoze v mišične celice.
Adiponektin tudi izboljša odpornost na inzulin pri nekaterih bolnikih, saj zmanjšuje količino medcelične maščobe z aktiviranjem oksidacije maščobnih kislin tako v mišicah kot v jetrih.
Nekateri avtorji nakazujejo, da ta hormon deluje tudi kot antioksidant, kot protivnetno sredstvo in kot antiarteriosklerotični dejavnik.
Sprejemniki
Kaže, da imajo različni adiponektinski kompleksi prednost pred določenimi tkivi. Te tkivno specifične interakcije nastanejo kot odgovor na diferencialno izražanje različnih vrst adiponektinskih receptorjev.
Adiponektinski receptorji (AdipoR) so receptorji, vezani na beljakovine, ki spadajo v družino receptorjev, znanih kot PAQR. Znani sta dve vrsti: AdipoR1 in AdipoR2. Oba vzdržujeta svoje N-terminalne domene v medceličnem prostoru, medtem ko sta njuni C-terminalni domeni izpostavljeni zunajceličnemu prostoru.
Receptorji tipa AdipoR1 imajo 375 aminokislin in 42 kDa molekulsko maso, medtem ko imajo receptorji tipa AdipoR2 311 aminokislin in težo 35 kDa. Obe imata 7 transmembranskih domen, torej njihova struktura preseka 7-krat večjo plazemsko membrano celic, kjer jih najdemo.
Med obema receptorjema obstaja približno 70% homologija zaporedja, razen njihovih N-končnih koncev, ki so značilni za vsakega.
Tako AdipoR1 kot AdipoR2 sta izražena v vseh tkivih, čeprav se njihova številčnost razlikuje od enega do drugega. AdipoR1 je predvsem v skeletnih mišicah, AdipoR2 pa v skeletnih mišicah in jetrih.
T-kadherin
Obstaja tudi "domnevni" receptor za adiponektin, znan kot T-kadherin, ki je sestavljen iz ene same molekule kadherina, ki je izgubil citosolne in transmembranske domene in je vezan na površino celice s pomočjo glikozilfosfatidilinozitola sidra (GPI sidra ).
Ta "receptor" adiponektina se izraža v vseh tkivih, najpogosteje pa so ga poročali v srcu, aortni, karotidni in iakalni arteriji ter ledvičnih arterijah.
Mehanizem delovanja
Čeprav mehanizmi proizvodnje in sproščanja adiponektina v krvni obtok niso popolnoma razjasnjeni, se domneva, da se pot transdukcije signala začne z vezavo adiponektina na membranske receptorje na njegovih ciljnih celicah.
Omenjeni hormon inducira aktiviranje AMP-aktivirane proteinske kinaze (AMPK), ki se pojavi prek "adapterskega" proteina, ki vsebuje področje homologije do pleckstrina (značilno za beljakovine, vključene v procese celične signalizacije) in domeno vezava fosfotirozina (PTB) in motiv zapiranja levcina 1 (APPL).
APPL domena je tista, ki se veže na medcelični del katerega koli od obeh AdipoR receptorjev. Majhen protein GTPase, znan kot Rab5, se veže na eno od mest v zapiralni domeni levcina in spodbuja membransko translokacijo GLUT4, inzulinsko reguliranega prenašalca glukoze.
Poleg tega adiponektin deluje na faktorja jedrske transkripcije, znan kot PPARα, ki je pomemben z vidika presnove beljakovin, lipidov in ogljikovih hidratov ter diferenciacije in razvoja celic.
Normalne vrednosti
Normalne vrednosti za adiponektin v krvni plazmi ustrezajo multimernim kompleksom tega proteina, katerega koncentracijsko območje je med 5 in 20 mikrogramov na mililiter, čeprav so bile dokumentirane tudi koncentracije do 30 mikrogramov na mililiter.
Glede na zgoraj navedeno je treba omeniti, da se koncentracije adiponektina v plazmi močno razlikujejo; ženske imajo na primer višje vrednosti kot moški.
Vrednosti tega hormona so močno odvisne od prehranskega stanja, prisotnosti ali odsotnosti kakršne koli patologije itd., Vendar so na splošno obratno povezane z adipoznostjo in s stanji, kot so bolezni srca in ožilja, hipertenzija in presnovni sindromi.
Obstajajo poročila, ki zagotavljajo, da se plazemske koncentracije adiponektina zmanjšajo pri tistih bolnikih, ki trpijo zaradi patoloških stanj, kot sta insulinska odpornost in debelost.
Reference
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Adiponektin: več kot le še en hormon maščobnih celic? Skrb za diabetes, 26 (8), 2442-2450.
- Hirako, S. (2016). Adiponektin. V Priročniku za hormone (str. 308-e34B). Akademski tisk.
- Kadowaki, T., & Yamauchi, T. (2005). Adiponektinski in adiponektinski receptorji. Endokrini pregledi, 26 (3), 439–451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K., & Tobe, K. (2006). Adiponektinski in adiponektinski receptorji pri inzulinski rezistenci, diabetesu in presnovnem sindromu. Časopis za klinično preiskavo, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Poglavje 35-Debelost. Williamsov učbenik endokrinologije, 11, 1568–1569.
- Steyn, FJ, & Chen, C. (2013). Adiponektin.