adiponectinเป็นหนึ่งในที่สุดโปรตีนหลั่งมากมายที่ผลิตโดยชนิดพิเศษของเซลล์ที่รู้จักในฐานะ adipocyte ลักษณะเนื้อเยื่อไขมัน มีหน้าที่ในการเพิ่มความไวต่ออินซูลินและมีส่วนเกี่ยวข้องกับสภาวะสมดุลของพลังงานและโรคอ้วน
ยีน adiponectin ของมนุษย์ถูกโคลนจากเนื้อเยื่อไขมันในปี 2539 ในระหว่างการทดลองของ Matsuzawa ซึ่งตั้งชื่อมันว่ายีนไขมันที่มีปริมาณมากที่สุด -1 (apM1 จากการถอดยีนที่มีไขมันมากที่สุดในอังกฤษ 1)
โครงสร้างสามมิติของ adiponectin hexameric mouse (ที่มา: งานของตัวเองผ่าน Wikimedia Commons)
ในทางกลับกันโปรตีนถูกระบุในเลือดในปีเดียวกันโดย Nakano et al
ฮอร์โมนนี้ก่อให้เกิดการรวมสัญญาณของต่อมไร้ท่อและการเผาผลาญที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมสภาวะสมดุลของพลังงาน การแสดงออกของมันเกิดขึ้นระหว่างความแตกต่างของ adipocyte และไหลเวียนในซีรั่มที่ความเข้มข้นค่อนข้างสูง
โครงสร้าง
Adiponectin อยู่ในตระกูล 1q (C1q) และสามารถพบได้ในพลาสมาในเลือดในสารประกอบเชิงซ้อนหลายชนิด (จากหลายหน่วยย่อย): ทริมเมอร์เฮกซาเมอร์และตัวคูณน้ำหนักโมเลกุลสูง (มากกว่า 18 หน่วยย่อย)
ยีนที่เป็นรหัสสำหรับ adiponectin (ADIPOQ) อยู่ที่แขนยาวของโครโมโซม 3 ในมนุษย์มีฐาน 16 กิโลและมี 3 เอ็กซอน การแสดงออกของมันให้โปรตีนที่ละลายน้ำได้ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโน 247 ตกค้างและมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า 30 kDa โดยมีจุดไอโซอิเล็กทริกเท่ากับ 5.42
Ideogram ของโครโมโซมของมนุษย์ เน้นโครโมโซม 3 ที่มา: ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติหอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา
ประกอบด้วยสี่โดเมน: ลำดับสัญญาณที่ปลายขั้ว N, ภูมิภาคตัวแปร, โดเมนคอลลาเจน (cAd) และโดเมนเทอร์มินัล C ทรงกลม
ในส่วนของอะมิโนเทอร์มินอลลำดับที่คล้ายคอลลาเจนที่เรียกว่าโดเมนคอลลาเจนนั้นมีความโดดเด่นซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการสร้าง multimers และได้รับการอนุรักษ์อย่างมากระหว่างสปีชีส์
ไฮดรอกซิเลชันและไกลโคซิเลชันร่วมกันของไลซีนที่ตกค้างในโดเมนคอลลาเจนของโปรตีนนี้เป็นสิ่งที่ช่วยในการสร้างทริมเมอร์ซึ่งในเวลาเดียวกันสามารถเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างเฮกซาเมอร์และคอมเพล็กซ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงอื่น ๆ
คอมเพล็กซ์เหล่านี้ดูเหมือนจะมีความจำเพาะสำหรับเนื้อเยื่อ "เป้าหมาย" เช่นคอมเพล็กซ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะออกฤทธิ์ในตับมากกว่าในขณะที่ทริมเมอร์และเฮกซาเมอร์ทำหน้าที่โดยไม่มีความแตกต่างกันมากในเนื้อเยื่อที่หลากหลาย
บริเวณทรงกลมที่ C-terminus เรียกว่าโดเมนทรงกลมหรือ gAd เป็นลักษณะเดียวกันกับโปรตีนเช่นคอลลาเจน VIII และคอลลาเจน X รวมถึงปัจจัยเสริม C1q
ฟังก์ชัน
โดยทั่วไปคิดว่าฮอร์โมน adiponectin ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมเมแทบอลิซึมของไขมันและคาร์โบไฮเดรตในเนื้อเยื่อที่ไวต่ออินซูลินต่างๆ
สิ่งนี้ทำหน้าที่ในเนื้อเยื่อของร่างกายที่แตกต่างกันเนื่องจากตัวรับของมันแสดงออกในหลาย ๆ ที่ adiponectin ผลิตโดย adipocytes โดยเฉพาะ adiponectin ส่งเสริมการสังเคราะห์ทางชีวภาพของกรดไขมันและการยับยั้ง gluconeogenesis ในตับซึ่งเป็นหนึ่งในเนื้อเยื่อที่พบตัวรับ AdipoR2
แผนภาพและส่วนเนื้อเยื่อของเนื้อเยื่อไขมัน (ที่มา: OpenStax College ผ่าน Wikimedia Commons)
ในกล้ามเนื้อโครงร่างซึ่งพบตัวรับ AdipoR1 และ AdipoR2 จะส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันและการเข้าสู่กลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ
Adiponectin ยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่ออินซูลินในผู้ป่วยบางรายเนื่องจากจะช่วยลดปริมาณไขมันในเซลล์โดยกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันในกล้ามเนื้อและตับ
ผู้เขียนบางคนแนะนำว่าฮอร์โมนนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระเป็นสารต้านการอักเสบและเป็นปัจจัยต่อต้านหลอดเลือดแดง
ตัวรับสัญญาณ
adiponectin complexes ที่แตกต่างกันดูเหมือนจะมีความต้องการมากกว่าเนื้อเยื่อเฉพาะ ปฏิสัมพันธ์ที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อเหล่านี้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการแสดงออกที่แตกต่างกันของตัวรับ adiponectin ประเภทต่างๆ
ตัวรับ Adiponectin (AdipoR) เป็นตัวรับ G-protein ที่อยู่ในตระกูลของตัวรับที่เรียกว่า PAQR รู้จักสองประเภท: AdipoR1 และ AdipoR2 ทั้งสองรักษาโดเมน N-terminal ไว้ในช่องว่างภายในเซลล์ในขณะที่โดเมน C-terminal สัมผัสกับช่องว่างภายนอกเซลล์
ตัวรับประเภท AdipoR1 มีกรดอะมิโน 375 กรดและน้ำหนักโมเลกุล 42 kDa ในขณะที่ตัวรับประเภท AdipoR2 มีกรดอะมิโน 311 กรดและมีน้ำหนัก 35 kDa ทั้งสองมีโดเมนทรานส์เมมเบรน 7 โดเมนนั่นคือโครงสร้างของมันข้ามเยื่อหุ้มพลาสมา 7 เท่าของเซลล์ที่พบ
มีความคล้ายคลึงกันตามลำดับประมาณ 70% ระหว่างตัวรับทั้งสองยกเว้นปลายขั้ว N ซึ่งเฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละตัว
ทั้ง AdipoR1 และ AdipoR2 แสดงออกในเนื้อเยื่อทั้งหมดแม้ว่าความอุดมสมบูรณ์จะแตกต่างกันไป AdipoR1 ส่วนใหญ่อยู่ในกล้ามเนื้อโครงร่างและ AdipoR2 อยู่ในทั้งกล้ามเนื้อโครงร่างและตับ
T-cadherin
นอกจากนี้ยังมีตัวรับ "putative" สำหรับ adiponectin ที่เรียกว่า T-cadherin ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลเดี่ยวของ cadherin ที่สูญเสียโดเมนไซโตโซลิกและทรานส์เมมเบรนและถูกผูกไว้กับผิวเซลล์ผ่านแองเคอไกลโคซิลฟอสฟาติดิลิโนซิทอล (GPI anchors )
"ตัวรับ" adiponectin นี้แสดงออกในเนื้อเยื่อทุกชนิด แต่มีรายงานว่าพบมากที่สุดในหัวใจหลอดเลือดแดงหลอดเลือดแดงและอุ้งเชิงกรานและหลอดเลือดไต
กลไกการออกฤทธิ์
แม้ว่ากลไกของการผลิตและการปล่อย adiponectin เข้าสู่กระแสเลือดจะไม่ได้รับการอธิบายอย่างเต็มที่ แต่ก็คิดว่าวิถีการส่งสัญญาณเริ่มต้นด้วย adiponectin ที่จับกับตัวรับเมมเบรนในเซลล์เป้าหมาย
ฮอร์โมนดังกล่าวกระตุ้นการทำงานของ AMP-activated protein kinase (AMPK) ซึ่งเกิดขึ้นผ่านโปรตีน“ อะแดปเตอร์” ที่มีโดเมนของ homology ไปยัง pleckstrin (โดยทั่วไปของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการส่งสัญญาณของเซลล์) และโดเมนของ การจับฟอสโฟไทโรซีน (PTB) รวมทั้งรูปแบบการปิด leucine 1 (APPL)
โดเมน APPL เป็นโดเมนที่เชื่อมโยงกับส่วนภายในเซลล์ของตัวรับ AdipoR ตัวใดตัวหนึ่งจากสองตัว โปรตีน GTPase ขนาดเล็กที่เรียกว่า Rab5 จะจับกับหนึ่งในไซต์ของโดเมนการปิด leucine และส่งเสริมการเคลื่อนย้ายเมมเบรนของ GLUT4 ซึ่งเป็นตัวขนส่งกลูโคสที่ควบคุมด้วยอินซูลิน
นอกจากนี้ adiponectin ยังทำหน้าที่ในการถอดรหัสนิวเคลียร์ที่เรียกว่าPPARαซึ่งมีความสำคัญจากมุมมองของการเผาผลาญโปรตีนไขมันและคาร์โบไฮเดรตตลอดจนความแตกต่างและการพัฒนาของเซลล์
ค่าปกติ
ค่าปกติที่รายงานสำหรับ adiponectin ในพลาสมาในเลือดนั้นสอดคล้องกับ multimeric complexes ของโปรตีนนี้ซึ่งมีช่วงความเข้มข้นระหว่าง 5 ถึง 20 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตรแม้ว่าจะมีการบันทึกความเข้มข้นสูงถึง 30 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตรก็ตาม
ด้วยเหตุนี้จึงควรกล่าวถึงความเข้มข้นของ adiponectin ในพลาสมาที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เช่นผู้หญิงมักจะมีค่านิยมสูงกว่าผู้ชาย
ค่าของฮอร์โมนนี้ขึ้นอยู่กับภาวะโภชนาการการมีหรือไม่มีพยาธิสภาพใด ๆ ฯลฯ แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีความสัมพันธ์ผกผันกับความอ้วนและเงื่อนไขต่างๆเช่นโรคหัวใจและหลอดเลือดความดันโลหิตสูงและกลุ่มอาการเมตาบอลิซึม
มีรายงานที่ทำให้มั่นใจได้ว่าความเข้มข้นของ adiponectin ในพลาสมาจะลดลงในผู้ป่วยที่มีพยาธิสภาพเช่นภาวะดื้อต่ออินซูลินและโรคอ้วน
อ้างอิง
- Chandran, M. , Phillips, SA, Ciaraldi, T. , & Henry, RR (2003) Adiponectin: มากกว่าฮอร์โมนเซลล์ไขมันอื่น ๆ ? การดูแลผู้ป่วยเบาหวาน, 26 (8), 2442-2450.
- ฮิราโกะ, S. (2016). adiponectin ในคู่มือฮอร์โมน (หน้า 308-e34B) สำนักพิมพ์วิชาการ.
- Kadowaki, T. , & Yamauchi, T. (2005). ตัวรับ Adiponectin และ adiponectin ความคิดเห็นต่อมไร้ท่อ, 26 (3), 439-451
- Kadowaki, T. , Yamauchi, T. , Kubota, N. , Hara, K. , Ueki, K. , & Tobe, K. (2006) Adiponectin และ adiponectin receptors ในภาวะดื้อต่ออินซูลินเบาหวานและ metabolic syndrome วารสารการสอบสวนทางคลินิก, 116 (7), 1784-1792
- Klein, S. , & Romijn, JA (2007). บทที่ 35 - โรคอ้วน Williams Textbook of Endocrinology, 11, 1568-1569
- Steyn, FJ, & Chen, C. (2013). adiponectin