Глюкагон — свойства, получение и применение

Глюкагон — гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном.

Глюкагон

PDB прорисовано на основе 1GCN.

Доступные структуры

PDB

Поиск ортологов: PDBe, RCSB

Список идентификаторов PDB
1BH0, 1D0R, 1NAU, 2G49, 2L63, 2L64, 2M5P, 2M5Q, 3IOL, 4APD

Идентификаторы

Символ

GCG ; GLP1; GLP2; GRPP

Внешние ID

OMIM: 138030 MGI: 95674 HomoloGene: 136497 ChEMBL: 5736 GeneCards: GCG Gene

Генная онтология
Функция	• receptor binding • hormone activity • protein binding • glucagon receptor binding • identical protein binding
Компонент клетки	• extracellular region • extracellular space • endoplasmic reticulum lumen • plasma membrane • secretory granule lumen
Биологический процесс	• energy reserve metabolic process • signal transduction • G-protein coupled receptor signaling pathway • adenylate cyclase-modulating G-protein coupled receptor signaling pathway • feeding behavior • cell proliferation • protein kinase A signaling • positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation • positive regulation of cAMP biosynthetic process • positive regulation of protein binding • positive regulation of peptidyl-serine phosphorylation • positive regulation of insulin secretion involved in cellular response to glucose stimulus • response to starvation • negative regulation of apoptotic process • cellular protein metabolic process • small molecule metabolic process • positive regulation of protein kinase activity • regulation of insulin secretion • positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade • cellular response to glucagon stimulus • positive regulation of calcium ion import • negative regulation of execution phase of apoptosis • negative regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway
Источники: Amigo / QuickGO

Профиль экспрессии РНК

Больше информации

Ортологи

Вид

Человек

Мышь

Entrez

2641

14526

Ensembl

ENSG00000115263

ENSMUSG00000000394

UniProt

P01275

P55095

RefSeq (мРНК)

NM_002054

NM_008100

RefSeq (белок)

NP_002045

NP_032126

Локус (UCSC)

Chr 2:
163 – 163.01 Mb

Chr 2:
62.47 – 62.48 Mb

Поиск в PubMed

Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислот и имеет молекулярный вес 3485 дальтон. Глюкагон был открыт в 1923 году Кимбеллом и Мерлином.

Первичная структура молекулы глюкагона следующая: NH₂-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe- Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser- Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu- Met-Asn-Thr-COOH

Механизм

Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. Результатом является усиление катаболизма депонированного в печени гликогена (гликогенолиза). Глюкагон для гепатоцитов служит внешним сигналом о необходимости выделения в кровь глюкозы за счёт распада гликогена (гликогенолиза) или синтеза глюкозы из других веществ — глюконеогенеза. Гормон связывается с рецептором на плазматической мембране и активирует при посредничестве G-белка аденилатциклазу, которая катализирует образование цАМФ из АТФ. Далее следует каскад реакций, приводящий в печени к активации гликогенфосфорилазы и ингибированию гликогенсинтазы. Этот механизм приводит к высвобождению из гликогена глюкозо-1-фосфата, который превращается в глюкозо-6-фосфат. Затем под влиянием глюкозо-6-фосфатазы образуется свободная глюкоза, способная выйти из клетки в кровь. Таким образом, глюкагон в печени, стимулируя распад гликогена, способствует поддержанию глюкозы в крови на постоянном уровне. Глюкагон также активирует глюконеогенез, липолиз и кетогенез в печени.

Глюкагон практически не оказывает действия на гликоген скелетных мышц, по-видимому, из-за практически полного отсутствия в них глюкагоновых рецепторов. Глюкагон вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых β-клеток поджелудочной железы и торможение активности инсулиназы. Это является, по-видимому, одним из физиологических механизмов противодействия вызываемой глюкагоном гипергликемии.

Глюкагон оказывает сильное инотропное и хронотропное действие на миокард вследствие увеличения образования цАМФ (то есть оказывает действие, подобное действию агонистов β-адренорецепторов, но без вовлечения β-адренергических систем в реализацию этого эффекта). Результатом является повышение артериального давления, увеличение частоты и силы сердечных сокращений.

В высоких концентрациях глюкагон вызывает сильное спазмолитическое действие, расслабление гладкой мускулатуры внутренних органов, в особенности кишечника, не опосредованное аденилатциклазой.

Глюкагон участвует в реализации реакций типа «бей или беги», повышая доступность энергетических субстратов (в частности, глюкозы, свободных жирных кислот, кетокислот) для скелетных мышц и усиливая кровоснабжение скелетных мышц за счёт усиления работы сердца. Кроме того, глюкагон повышает секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников и повышает чувствительность тканей к катехоламинам, что также благоприятствует реализации реакций типа «бей или беги».