GLP1-GLP1R
GLP-1:胰高糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一种主要由肠道L细胞所产生的激素,属于肠促胰素(incretin)。胰高糖素样肽-1受体激动剂(GLP-1RA)是近年来的新型降糖药,通过激活GLP-1受体,以葡萄糖浓度依赖的方式增强胰岛素分泌,抑制胰高糖素分泌,并能够延缓胃排空,通过中枢性的食欲抑制减少进食量,从而达到降低血糖 减肥 等作用。
GLP-1R:胰高血糖素样肽 1 受体 (GLP1R) 是一种在胰腺 β 细胞和大脑神经元上发现的 G 蛋白偶联受体 (GPCR)。它通过增强胰岛素分泌来控制血糖水平。在人类中,它由位于 6 号染色体上的基因 GLP1R 合成。 它是 GPCR 胰高血糖素受体家族的成员。主要表达在β细胞。GLP1R 由两个结构域组成,一个结合 GLP-1 C 端螺旋的胞外 (ECD) 结构域, 和一个跨膜 (TMD) 结构域 在TMD结构域中,有一个极性残基的支点,调节受体 的偏向信号传导,而跨膜螺旋边界 和细胞外表面是偏向激动的触发因素。GLP-1R 与其他四种胰高血糖素受体(GCGR、GLP-2R、GIPR 和 GHRHR)一起属于促胰液素(B1 类)GPCR 家族,其内源性配体是肽激素。
目前,人们认为 GLP-1R 主要通过 Gα s /cAMP 途径发出信号;然而,有证据表明 GLP-1R 与 Gα q 和其他 G 蛋白偶联。激活后,GLP-1R 在 C 端发生磷酸化,进一步募集 β-arrestin,导致受体内化和脱敏 Gα s /cAMP 途径直接导致葡萄糖诱导的胰岛素颗粒分泌 。被GLP-1等完全激动剂激活后,GLP-1R与Gα s 偶联,激活腺苷酸环化酶(AC),并导致cAMP积累。随着cAMP水平的增加,蛋白激酶A(PKA)和由cAMP-2(Epac-2)直接激活的交换蛋白也被激活。 PKA 和 Epac-2 触发 K ATP 和 K V 通道的关闭,从而使细胞膜去极化,打开电压依赖性钙通道 (VDCC),并导致 Ca 2+ 涌入 。除了cAMP的经典功能外,cAMP/CREB通路还可以诱导胰岛素受体底物2(IRS2)的表达并促进β细胞存活,证明了GLP-1类似物对β细胞的保护作用。
GIP-GIPR
GIP:(Glucose-dependent insulinotropic polypeptide )葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(早期更常称为胃抑制多肽或胃抑制肽),缩写为GIP,是促胰液素家族的一种抑制激素。 虽然它是胃酸分泌的弱抑制剂,但作为肠促胰岛素,其主要作用是刺激胰岛素分泌。GIP 受体在许多器官和组织中表达,包括中枢神经系统,使 GIP 能够影响海马记忆形成以及食欲和饱腹感的调节。
GIPR: (Gastric inhibitory polypeptide receptor,胃抑制肽受体)是GIP的受体,是具有7个跨膜域的G蛋白偶联受体。GIP通过与GIPR的作用,来调节机体的能量代谢,特别是肠促胰素效应。研究表明GIPR在调控胰岛素分泌、血糖和脂代谢方面扮演着重要的角色,对维持正常的代谢状态至关重要。在α和β细胞都有表达。在健康受试者中GIP可以通过葡萄糖依赖的方式来调节胰高糖素分泌。具体表现在血糖特别高的状态下,GIP就不再明显地刺激胰高糖素的分泌,而GIP在高血糖的时候,对β细胞能够促进胰岛素的分泌和C肽释放。相反,在空腹或者低血糖状态下,GIP就能促进α细胞的胰高糖素的分泌。
为了在营养摄入后刺激胰岛素分泌 ,GIP 结合并激活 β 细胞表面的 GIPR。对于GLP-1R,GIPR的激活促进G αs 蛋白的募集和激活,进而激活腺苷酸环化酶以刺激cAMP产生。同样,增加的 cAMP 会激活 PKA 和 EPAC 。 PKA 和 cAMP 激活一系列蛋白质,包括丝裂原激活蛋白激酶 (MAPK) 级联,并使 ERK1/2 磷酸化,从而调节参与增殖和抗凋亡过程的基因 。 PKA 的 GIPR 激活通过与 GLP-1R 描述相同的机制导致胰岛素分泌。
GCG-GCGR
GCG:胰高血糖素(glucagon)是一种肽激素,由胰腺的α细胞产生。它提高血液中葡萄糖和脂肪酸的浓度,被认为是身体的主要分解代谢激素。胰高血糖素是促进分解代谢的激素。它促进肝糖原分解和糖异生的作用很强,使血糖明显升高;促进脂肪分解和脂肪酸氧化;加速氨基酸进入肝细胞,为糖异生提供原料。血糖浓度亦是调节胰高血糖素分泌的主要因素。血糖降低,胰高血糖素分泌增多,反之则减少;胰岛素可通过降低血糖而间接促进胰高血糖素分泌,也可通过旁分泌方式,直接作用于邻近A细胞,抑制其分泌;交感神经促进胰高血糖素分泌,迷走神经则抑制其分泌。胰高血糖素和 GLP-1 源自相同的生物合成前体胰高血糖素原,参与脂质和胆酸代谢的调节,从而在葡萄糖代谢和糖尿病的发病机制中发挥关键作用。
GCGR:胰高血糖素受体是一种由胰高血糖素激活的 62 kDa 蛋白质,是 B 类 G 蛋白偶联受体家族的成员,与 G α i、G s 偶联,并在较小程度上与 G α 偶联q.刺激受体会导致腺苷酸环化酶和磷脂酶 C 的激活,并导致细胞内第二信使 cAMP 和钙的水平增加。在人类中,胰高血糖素受体由 GCGR 基因编码。胰高血糖素受体主要在肝脏和肾脏中表达。
胰高血糖素以高亲和力与 GCGR 结合,同时还通过以低亲和力结合 GLP-1R 发挥“溢出”效应 。胰高血糖素与 β 细胞上的 GCGR 和 GLP-1R 结合后,激活的受体与 G 蛋白 Gαs 结合,刺激环磷酸腺苷 (cAMP) 的生成 。胰高血糖素对葡萄糖的反应主要取决于胰岛 β 细胞中的 cAMP 信号传导,cAMP 水平升高会促进胰岛素释放。在肝脏,胰高血糖素与GCGR结合,调节葡萄糖、蛋白质及脂肪等营养物质代谢:促进肝糖原分解和糖异生,增加肝葡萄糖输出,升高血中葡萄糖水平。