2. Активированный рецептор инсулина фосфорилирует определенные цитоплазматические белки - субстраты рецептора

Известно несколько субстратов РИ: РИ-C1, РИ-С2, Shc, а также некоторые белки семейства STAT (signal transducer and activator of transcription, переносчики сигнала и активаторы транскрипции). Они активируют разные сигнальные пути. Субстрат 1 рецептора инсулина (РИ-С1) - главный. Этот цитоплазматический белок фосфорилируется по остаткам тирозина немедленно после стимуляции инсулином. Фосфорилирование субстрата РИ ведет к плейотропной реакции клетки на инсулиновый сигнал. От степени фосфорилирования субстрата зависит увеличение или уменьшение клеточного ответа на инсулин, амплитуда изменений в клетках и чувствительность к гормону. Мыши лабораторной линии, лишенные гена РИ-С1, проявляют резистентность к инсулину и сниженную толерантность при нагрузке глюкозой. Это указывает на то, что повреждения гена РИ-С1 могут быть причиной ИНЗД.

Пептидная цепь РИ-С1 содержит несколько больше 1200 аминокислотных остатков, 20 - 22 потенциальных центров фосфорилирирования по тирозину и около 40 центров Сер/Тре-фосфорилирования:

Строение субстрата 1 рецептора инсулина. Числа - позиции тирозиновых остатков; в рамках - фосфорилируемые тирозиновые остатки; стрелки - места предпочтительного связывания белков, содержащих SH2-домены

В базальном состоянии РИ-С1 фосфорилирован по серину (в меньшей мере - по треонину); после стимуляции инсулином степень фосфорилирования и по тирозину, и по серину существенно увеличивается. РИ-С1 является также и субстратом инсулиноподобного фактора роста (ИФР-I), который фосфорилирует его по тем же местам, что и РИ. Рецепторы ряда других факторов роста (например PDGF, EGF, CSF-1) не фосфорилируют РИ-С1.

Фосфорилирование РИ-С1 по нескольким тирозиновым остаткам придает ему способность соединяться с рядом белков, содержащих SH2-домены. К таким белкам в частности относятся Nck, тирозинфосфатаза syp, p85-субъединица ФИ-3-киназы, адапторный белок Grb2, протеин-тирозинфосфатаза SH-PTP2, фосфолипаза Сg, GAP (активатор малых ГТФ-связывающих белков). В результате взаимодействия РИ-С1 с подобными белками генерируются множественные нисходящие сигналы.

Нековалентное соединение белков происходит за счет взаимодействия SH2-доменов с аминокислотными последовательностями РИ-С1, содержащими фосфорилированный тирозиновый остаток. При этом не любые белки, содержащие домены SH2, присоединяются к РИ-С1: например, не присоединяются фосфолипаза Сg или GAP. Избирательность ассоциации определяется аминокислотной последовательностью в области фосфорилированного остатка тирозина (однако, домены SH2 связывают с небольшим сродством и свободный фосфотирозин). Таким путем могут образоваться многокомпонентные комплексы белков, участвующих в трансдукции сигнала. Этот механизм не является специфической особенностью инсулиновой сигнализации: при трансдукции сигналов, поступающих от рецепторов факторов роста, цитокинов и др. тоже образуются комплексы с белками, содержащими SH2-домены.

В некоторых белках, содержащих SH2-домены, а также в цитоскелетных белках найдены SH3-домены; эти домены могут взаимодействовать с пролин-богатыми последовательностями других белков.