Научное сообщество шокировано последним анализом, проведенным исследователями из Института биохимии им. Пастера под руководством профессора Амели Ленард, который раскрывает не только регулирующую функцию инсулина в углеводном обмене, но и его неожиданно широкий спектр каталитического действия. Работа, опубликованная в журнале Cell Metabolism, демонстрирует, что инсулин, в дополнение к обычной регуляции уровня глюкозы, является важным катализатором во множестве ключевых метаболических реакций, оказывая значительное влияние на гомеостаз жиров и белков.

Исследователи обнаружили, что рецептор инсулина (IR), ранее рассматривавшийся как основной медиатор передачи сигналов инсулина, в дополнение к своим традиционным функциям проявляет активность, сравнимую с каталитической активностью известных ферментов. Они обнаружили, что инсулин, связываясь с IR, индуцирует конформационные изменения в рецепторе, которые, в свою очередь, приводят к активации аминокислотных остатков, играющих определенную роль в каталитическом центре.

Эксперименты, проведенные с чувствительными к инсулину клетками, показали, что каталитическая активность ИР может стимулировать скорость фосфорилирования ряда ключевых белков, участвующих в синтезе жирных кислот и липопротеидов. Было установлено, что инсулин, связываясь с IR, непосредственно участвует в активации карнитинпальмитоилтрансферазы I (CPT-1), ключевого фермента, который транспортирует жирные кислоты в митохондрии для β-окисления. Это открытие объясняет ранее необъяснимое ускорение процессов синтеза жирных кислот в условиях высокого уровня инсулина, характерное для периода после еды.

Еще более поразительный аспект исследования касается влияния инсулина на белковый обмен. Было показано, что ИР, действуя в качестве катализатора, непосредственно стимулирует активность map-киназы, ключевого молекулярного механизма в сигнальном пути инсулина, который регулирует синтез и транспорт аминокислот, а также клеточный митоз. Активированная map-киназа увеличивает концентрацию глутамина в цитоплазме, непосредственно влияя на трансляцию белка, тем самым обеспечивая адекватный синтез белка с учетом чувствительности клеток к инсулину.

Это открытие кардинально меняет понимание механизмов действия инсулина. Ранее считалось, что инсулин действует главным образом как гормональный сигнальный агент, запускающий цепочки активации и деактивации белков-трансмиттеров, тем самым модулируя различные метаболические пути. Теперь стало очевидно, что инсулин также обладает прямой каталитической активностью, ускоряя важные химические реакции.

Исследования Ленар и ее команды открывают новые перспективы для разработки методов лечения метаболических нарушений. Целенаправленное манипулирование каталитической активностью инсулиновых рецепторов может стать революционной стратегией лечения диабета и других патологий, связанных с нарушением обмена глюкозы, жиров и белков. В частности, разработка ингибиторов, блокирующих нежелательные каталитические реакции ИР, может стать новым подходом к контролю гипергликемии при сахарном диабете 2 типа.

Дальнейшие исследования каталитической природы инсулина и его взаимодействия с метаболическими путями потенциально откроют новые возможности в лечении многих хронических заболеваний.