تطور الأنسولين وأنواعه.. الإنتاج عن طريق خلايا بيتا في جزر البنكرياس في الفقاريات ومن جسم بروكمان في بعض الأسماك

التطور وتوزيع الأنواع:

قد يكون الأنسولين قد نشأ منذ أكثر من مليار سنة.

تعود الأصول الجزيئية للأنسولين إلى الوراء على الأقل مثل أبسط حقيقيات النوى أحادية الخلية.

بصرف النظر عن الحيوانات، من المعروف أيضًا وجود البروتينات الشبيهة بالأنسولين في مملكتي الفطريات وبروتيستا.

يتم إنتاج الأنسولين عن طريق خلايا بيتا في جزر البنكرياس في معظم الفقاريات ومن قبل جسم بروكمان في بعض الأسماك البعيدة.

الحلزون المخروطي Conus geographus و Conus tulipa، الحلزون البحري السام الذي يصطاد الأسماك الصغيرة، يستخدمان أشكالًا معدلة من الأنسولين في كوكتيلاتها السامة.

يبطئ توكسين الأنسولين، الأقرب في تركيبه من الأنسولين الأصلي للأسماك من القواقع، أسماك الفرائس عن طريق خفض مستويات الجلوكوز في الدم.

الجين:

يتم ترميز طليعة الأنسولين المسبق للأنسولين بواسطة جين INS الموجود في الكروموسوم 11p15.5.

في بعض الثدييات، مثل الجرذان والفئران، يوجد جينان للأنسولين، أحدهما هو متماثل لمعظم جينات الثدييات (Ins2)، والآخر نسخة منقوصة تتضمن تسلسل محفز ولكن هذا ينقصه intron ( Ins1).

كلا جينات الأنسولين القوارض وظيفية.

الأليلات:

تم تحديد مجموعة متنوعة من الأليلات الطافرة مع التغيرات في منطقة الترميز.

يتداخل جين القراءة من خلال INS-IGF2 مع هذا الجين في منطقة 5 'ومع جين IGF2 في المنطقة 3.

اللائحة:

في خلايا البنكرياس، الجلوكوز هو المحفز الفسيولوجي الأساسي لتنظيم تخليق الأنسولين.

يتم تنظيم الأنسولين بشكل أساسي من خلال عوامل النسخ PDX1 و NeuroD1 و MafA.

أثناء حالة انخفاض الجلوكوز، يقع PDX1 (بروتين المثلية البنكرياسية والاثني عشر 1) في المحيط النووي نتيجة للتفاعل مع HDAC1 و 2، مما يؤدي إلى تقليل إفراز الأنسولين.

تؤدي الزيادة في مستويات الجلوكوز في الدم إلى فسفرة PDX1، مما يؤدي إلى الخضوع للانتقال النووي وربط عنصر A3 داخل محفز الأنسولين.

عند الانتقال يتفاعل مع المنشطات HAT p300 و SETD7.

يؤثر PDX1 على تعديلات هيستون من خلال acetylation و deacetylation بالإضافة إلى methylation. يقال أيضًا أنه يثبط الجلوكاجون.

ينظم NeuroD1، المعروف أيضًا باسم β2، إفراز الأنسولين في خلايا البنكرياس من خلال التحفيز المباشر للتعبير عن الجينات المشاركة في طرد الخلايا.

يتم توطينه في العصارة الخلوية، ولكن استجابة لارتفاع الجلوكوز يصبح غليكوزيلاتي بواسطة OGT و / أو فسفرته بواسطة ERK، مما يؤدي إلى الانتقال إلى النواة.

في النواة β2 تتغاير مع E47، وترتبط بالعنصر E1 لمحفز الأنسولين وتوظف المنشط المساعد p300 الذي أسيتيلات β2.

إنه قادر على التفاعل مع عوامل النسخ الأخرى وكذلك في تنشيط جين الأنسولين.

تتحلل البروتيازومات MafA عند انخفاض مستويات السكر في الدم. تؤدي زيادة مستويات الجلوكوز إلى إنتاج بروتين غير معروف غليكوزيلاتي.

يعمل هذا البروتين كعامل نسخ لـ MafA بطريقة غير معروفة ويتم نقل MafA خارج الخلية.

ثم يتم نقل MafA مرة أخرى إلى النواة حيث تربط عنصر C1 لمحفز الأنسولين.

تعمل عوامل النسخ هذه بشكل تآزري وفي ترتيب معقد.

يمكن أن تؤدي زيادة نسبة الجلوكوز في الدم بعد فترة إلى تدمير القدرات المرتبطة بهذه البروتينات، وبالتالي تقليل كمية الأنسولين المفرزة، مما يؤدي إلى الإصابة بمرض السكري.

يمكن التوسط في أنشطة الارتباط المنخفضة عن طريق الإجهاد التأكسدي الناجم عن الجلوكوز ويقال إن مضادات الأكسدة تمنع انخفاض إفراز الأنسولين في خلايا البنكرياس البنكرياسية السامة للجلوكوز.

تعمل جزيئات إشارات الإجهاد وأنواع الأكسجين التفاعلية على تثبيط جين الأنسولين عن طريق التدخل في العوامل المساعدة التي تربط عوامل النسخ وعوامل النسخ نفسها.

ترتبط العديد من التسلسلات التنظيمية في منطقة المروج لجين الأنسولين البشري بعوامل النسخ.

بشكل عام، ترتبط الصناديق A بعوامل Pdx1، وترتبط الصناديق الإلكترونية بـ NeuroD، وترتبط الصناديق C بـ MafA، وعناصر استجابة cAMP لـ CREB.

هناك أيضا كاتمات الصوت التي تمنع النسخ.