Рецепторы инсулина и инсулиноподобного фактора роста 1 (ИФР-1): сравнительное изучение в ряду моллюски, круглоротые, млекопитающие тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.04, кандидат биологических наук Чистякова, Оксана Викторовна

• Чистякова, Оксана Викторовна
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Чистякова, Оксана Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ИНСУЛИН И ИФР-1: СТРУКТУРА, РЕЦЕПТОРЫ, РОЛЬ В РЕГУЛЯЦИИ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ У ВЫСШИХ ЖИВОТНЫХ.I о

1.1.1. Инсулин.Ю

1.1.2. ИФР-1 и ИФР-связывающие белки.

1.1.3. Рецепторы инсулина и ИФР-1.

1.1.4. Роль инсулина и ИФР-1 в регуляции физиологических функций.

1.2. ИНСУЛИНОИОДОБНЫЕ ПЕПТИДЫ И ИХ РЕЦЕПТОРЫ

В ЭВОЛЮЦИИ.

1.2.1. Одноклеточные эукариоты.

1.2.2. Беспозвоночные.

1.2.3. Позвоночные.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Экспериментальные животные.

2.2. Получение гетерогенной фракции клеток головного мозга.

2.3. Получение сарколеммальной фракции мышц ноги моллюска.

2.4. Получение частично очищенных рецепторов.

2.5. Определение специфического связывания 1251-инсулинаи 1251-ИФР-1.

2.6. Ковалентная сшивка 1251-инсулина и 12;Т-ИФР-1 с рецепторами.

2.7. Фосфорилирование частично очищенных рецепторов.

2.8. Выявление белков, фосфорилированных по тирозину, методом иммуноблоттинга.

2.9. Электрофорез в ПААГ.

2.10.Определение активности гликогенсинтетазы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЦЕПТОРОВ К ПЕПТИДАМ ИНСУЛИНОВОГО СЕМЕЙСТВА В ТКАНЯХ

МОЛЛЮСКА АЫОИОтА СГСЖЕА.

3.1.1. Связывание 1-инсулина и ' 1-ИФР-1 в мышцах ноги и нервных ганглиях моллюска.

3.1.2. Выявление белков, фосфорилированных по тирозину, в сарколеммальной фракции мышц ноги моллюска.

3.1.3. Обсуждение результатов.

3.2. РЕЦЕПТОРЫ ИНСУЛИНА И ИФР-1 В ТКАНЯХ МИНОГИ ЬАМРЕТЯА ПШ1АТ1ШЪ СРАВНЕНИИ С РЕЦЕПТОРАМИ

В ТКАНЯХ КРЫСЫ.

3.2.1. Рецепторы инсулина и ИФР-1 - связывание гомологичных и гетерологичных пептидов.

3.2.2. Субъединичный состав рецепторов инсулина и ИФР-1 миноги.

3.2.3. Обсуждение результатов.

3.3. РЕГУЛЯТОРАЯ РОЛЬ ИНСУЛИНА И ИФР-1 В СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ МИНОГИ ЬАМРЕТМ ПШЫТЛЛ

В ПРЕДНЕРЕСТОВЫЙ ПЕРИОД.

3.3.1. Связывание 1251-инсулина и 1251-ИФР-1 в скелетных мышцах миноги

3.3.2. Влияние инсулина и ИФР-1 на активность гликогенсинтетазы в скелетных мышцах миноги.

3.3.3. Обсуждение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рецепторы инсулина и инсулиноподобного фактора роста 1 (ИФР-1): сравнительное изучение в ряду моллюски, круглоротые, млекопитающие»

Актуальность проблемы.

Изучение в филогенезе регуляторных систем, координирующих интенсивность метаболизма с ростом и энергетическими потребностями организма, является одной из актуальных задач сравнительной эндокринологии. Один из её аспектов -сравнительное изучение рецепторов соответствующих регуляторных пептидов. Понимание путей эволюции регуляторной системы требует оценки вклада в эволюцию рецепторного звена.

Ключевую роль в координации роста и метаболизма в ходе эволюции многоклеточных (Metazoa) играли инсулин и родственные ему инсулиноподобные факторы роста (ИФР). У позвоночных функции этих пептидов достаточно разграничены - у млекопитающих инсулин, прежде всего, метаболический гормон, играющий важнейшую роль в регуляции углеводного обмена; инсулиноподобные факторы роста 1 и 2 (ИФР-1, ИФР-2) - митогены, роль которых особенно значительна в период развития. В то же время, свидетельством эволюционного прошлого пептидов являются наличие ростовых потенций у инсулина и способности влиять на утилизацию глюкозы у ростовых факторов.

Есть все основания полагать, что инсулиновая и ИФР-регуляторные системы позвоночных явились результатом дивергентной эволюции. На происхождение пептидов от общего анцестора указывает не только их структурное родство, но и наличие у беспозвоночных множества изоформ инсулиноподобных пептидов, а также нечёткое разграничение их функций как регуляторов роста и метаболизма. В этой ситуации сравнительное изучение рецепторов инсулина и инсулиноподобных факторов роста у видов разного эволюционного уровня представляет специальный интерес.

Рецепторы инсулина и ИФР-1, являющиеся предметом рассмотрения в данной работе, принадлежат к классу рецепторов-тирозинкиназ. У высших позвоночных рецепторы инсулина и ИФР-1 изучены достаточно подробно. У низших позвоночных в большей степени охарактеризован рецептор инсулина, в меньшей -рецептор ИФР-1 (Leibush et al., 1998; Navarro et al., 1999). У беспозвоночных потенциальные рецепторы к инсулиноподобным пептидам клонированы и структурно охарактеризованы у нескольких видов (Rúan et al., 1995; Roovers et al., 1995; Kimura et al., 1997), однако лишь в единичных работах сделаны попытки охарактеризовать рецепторы беспозвоночных функционально. Соответственно, изучение рецепторов на эволюционном материале различно по задачам. При изучении беспозвоночных задача состоит в идентификации рецепторов в тканях, являющихся потенциальными мишенями для инсулиноподобных пептидов, а также в функциональной характеристике рецепторов. У позвоночных на первый план выходит сравнительное изучение рецепторов у высших и низших позвоночных. Помимо этого у низших позвоночных представляет интерес сравнительное изучение рецепторов инсулина и ИФР-1 при таких специфических состояниях как многомесячное преднерестовое голодание у круглоротых и рыб. В этих условиях могут выявляться некоторые аспекты регуляторной роли пептидов, выраженные в меньшей степени у высших позвоночных.

В данной работе в сравнении с рецепторами млекопитающих исследуются рецепторы к инсулиноподобным пептидам пресноводного двустворчатого моллюска АпойоШа cygnea (беззубка), а также рецепторы инсулина и ИФР-1 речной миноги ЬатреЬ-а АшгаНШ, представителя древнейших позвоночных круглоротых (Сус1оз1;ота1а). Ранее у Апойоп1а было выделено несколько изоформ инсулиноподобных пептидов (Русаков и др., 1991), а также показано наличие элементов инсулинового сигнального пути (РеЛэеуа е1 а1., 1995). Миноги привлекли наше внимание по двум причинам. Во-первых, круглоротые являются первыми позвоночными, у которых рецептор инсулина и рецептор ИФР-1 представлены отдельными молекулами. Соответственно, было важно сравнить их по структуре и функциональным свойствам с рецепторами млекопитающих. Во-вторых, круглоротые - анадромные мигранты, жизненный цикл которых заканчивается многомесячным преднерестовым голоданием. Изучение в ходе преднерестового периода рецепторного связывания инсулина и ИФР-1 в сопоставлении с некоторыми метаболическими параметрами представляется важным для оценки регуляторной роли пептидов в этот период.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлось сравнение функциональных параметров рецепторов инсулина и ИФР-1 у животных разного эволюционного уровня, имея в виду оценку возможной роли рецепторов в эволюции соответствующих регуляторных систем.

В соответствии с этим в задачи работы входило:

1). Идентифицировать и охарактеризовать с применением инсулина и ИФР-1 позвоночных рецепторы к инсулиноподобным пептидам в тканях моллюска Лпос1опГа cygnea.

2). Сравнить рецепторы инсулина и ИФР-1 в тканях миноги Ьатре1га /¡ш'шИИя с соответствующими рецепторами млекопитающих (крыса) по субъединичной структуре, связыванию, перекрёстному связыванию и лиганд-зависимому автофосфорилированию.

3). Оценить участие инсулина и ИФР-1 в поддержании функциональной активности скелетных мышц миноги ЬатреКа АътаИИх в ходе преднерестового

125 125 периода по данным рецепторного связывания 1-инсулина и 1-ИФР-1, а также по способности инсулина и ИФР-1 влиять на активность гликогенсинтетазы.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1). Выявление в мышечной и нервной тканях моллюска АпойоЫа cygnea рецептора тирозинкиназного типа, по связывающим параметрам идентичного рецептору ИФР-1 позвоночных, свидетельствует о высокой эволюционной консервативности рецептора ИФР-1 и позволяет предполагать участие пептидов, близких по структуре к ИФР позвоночных, в регуляции роста и метаболизма у моллюсков.

2). У миноги ЬатреКаАгтсйШн рецептор инсулина в сравнении с рецептором ИФР-1 характеризуется более низкой способностью дискриминировать родственные пептиды. Этим он отличается от высокоспецифичного рецептора инсулина млекопитающих. Полученные данные свидетельствуют об относительно большей функциональной изменчивости рецептора инсулина в сравнении с рецептором ИФР-1 в эволюции позвоночных. Указанные различия не относятся к тирозинкиназной функции, одинаково консервативной у обоих рецепторов.

3). Выявление рецепторов инсулина и ИФР-1 в скелетных мышцах миноги на всём протяжении преднерестового голодания указывает на участие обоих пептидов в поддержании физиологической активности этой ткани. Вовлечённость пептидов в регуляцию углеводного обмена подтверждается их способностью активировать в мышцах гликогенсинтетазу. В то же время изучение рецепторного связывания обоих пептидов и соотношение между рецепторами в ходе преднерестового периода дают основание предполагать доминирующую роль ИФР-1 в регуляции в конечный период жизни миноги.

Научная новизна.

1). Впервые у беспозвоночных выявлен рецептор тирозинкиназного типа по связывающим параметрам сходный с рецептором ИФР-1 млекопитающих.

2). Впервые в опытах по перекрёстному связыванию пептидов рецепторами миноги и крысы выявлена функциональная изменчивость рецептора инсулина в эволюции позвоночных при отсутствии таковой у рецептора ИФР-1.

3). При изучении связывания меченых инсулина и ИФР-1 в скелетных мышцах миноги впервые выявлена своеобразная динамика связывания пептидов, именно, возрастание связывания ИФР-1 и снижение связывания инсулина по мере приближения к нересту.

4). Впервые в мышечной ткани миноги на разных сроках преднерестового голодания определена активность гликогенсинтетазы и показано, что в осенне-зимний период, как инсулин, так и ИФР-1 дозо-зависимо активируют фермент.

Теоретическое и практическое значение работы.

Идентификация у моллюска рецептора тирозинкиназного типа со свойствами рецептора ИФР-1 позвоночных представляется существенным для понимания путей дивергентной эволюции инсулин/ИФР регуляторной системы. С этой же точки зрения важным является обнаружение функциональной изменчивости рецептора инсулина при отсутствии изменчивости рецептора ИФР-1 у позвоночных. Данные, полученные на миногах в преднерестовый период, дают материал для дальнейших исследований регуляторной роли ИФР-1 в специфичных условиях преднерестового голодания у анадромных мигрантов.

В совокупности, полученные в настоящей работе результаты расширяют представления о роли рецепторов инсулина и ИФР-1 в эволюции регуляторных систем, контролирующих рост и метаболизм.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Инсулин, ИФР-1 и его гомолог ИФР-2 являются членами одного семейства регуляторных пептидов, входящих в инсулиновое суперсемейство молекул, сходных по третичной структуре и объединяемых по наличию в них так называемого «инсулинового фолдинга» (Murray-Rust et al., 1992). Помимо инсулина и инсулиноподобных факторов роста суперсемейство включает у позвоночных релаксин и инсулиноподобный пептид протохордового ланцетника Bratchiostoma californiensis (Chan et al., 1992), а также пептиды беспозвоночных - бомбиксины шелковичного червя Bombyx mori (Nagata et al., 1995; Yoshida et al., 1997; Fullbright, Bullesbach, 2000), инсулиноподобный пептид саранчи Locusta migratoria (Lagueux et al., 1990; Kromer-Metzger, Lagueux, 1994), инсулиноподобные пептиды моллюсков Aplysia californica (Floyd et al., 1999), Lymnea stagnalis (Li et al., 1992 a, b, c; Smit et al., 1992; 1993; 1996) и Anodonta cygnea (Русаков и др., 1991) и несколько инсулиноподобных пептидов нематоды Caenorhabditis elegans (Gregoire et al., 1998; Kawano et al., 2000) и Drosophila melanogaster (Brogiolo et al., 2001). Все пептиды, объединяемые в суперсемейство инсулина, обладают широким спектром биологических эффектов, важнейшими из которых на всём пути эволюции являются регуляция роста, клеточной дифференцировки, метаболизма, а в ряде случаев и продолжительности жизни.

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Чистякова, Оксана Викторовна

выводы

1). У моллюска Апо<ЗоМа су%пеа в мышечной и нервной тканях идентифицирован и охарактеризован рецептор тирозинкиназного типа, по связывающим параметрам (Кд порядка 4-5 нМ) сходный с рецептором ИФР-1 млекопитающих. Показана возможность стимуляции автофосфорилирования данного рецептора инсулиноподобным фактором роста 1 и в меньшей степени инсулином позвоночных.

2). Рецептор инсулина миноги Ьатре1га АиуШШь в отличие от рецептора инсулина млекопитающих связывает ИФР-1 с таким же высоким сродством, как и инсулин (Кинг порядка 1-10 нМ). Рецептор ИФР-1 миноги, как и рецептор ИФР-1 млекопитающих связывает инсулин с низким сродством (КИНг порядка 100 нМ). Полученные данные указывают на относительно позднее приобретение рецептором инсулина позвоночных его дефинитивных свойств, а также на высокую функциональную консервативность рецептора ИФР-1 в эволюции позвоночных.

3). В скелетных мышцах миноги на протяжении преднерестового периода (октябрь-май) рецепторное связывание ИФР-1 преобладает над связыванием инсулина. Связывание пептидов характеризуется определённой динамикой: связывание ИФР-1 возрастает по мере приближения к нересту, достигая максимума в апреле; связывание инсулина обнаруживает небольшие изменения и находится в обратной зависимости от уровня инсулина в крови миног. Динамика связывания ИФР-1 обусловлена изменением сродства рецепторов, инсулина - изменением числа рецепторов.

4). В скелетных мышцах миноги на протяжении преднерестового периода определяется активность гликогенсинтетазы. С октября по февраль как инсулин, так ИФР-1 оказывают дозо-зависимое стимулирующее действие на активность фермента, однако в случае ИФР-1 эффект начинает проявляться при концентрации на порядок более высокой (10"9 М), чем в случае инсулина (10"'° М). С марта влияние пептидов на активность фермента не определяется. Впервые обнаруженное влияние ИФР-1 на углеводной обмен в скелетных мышцах миноги

92 указывает на метаболическую функцию данного ростового фактора в преднерестовый период круглоротых.

5). В ходе эволюции ИФР/инсулин-регуляторной системы принципиальное значение могла иметь высокая функциональная консервативность рецептора ИФР-1, а также более широкий спектр регуляторных влияний самого ростового фактора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Инсулин и ИФР-1 - регуляторные пептиды, осуществляющие на протяжении эволюции координацию роста и метаболизма. У позвоночных их эффекты разграничены и опосредуются специфичными для каждого пептида рецепторами. У беспозвоночных инсулиноподобные пептиды представлены множеством изоформ, по структуре близких либо двухцепочечному инсулину, либо - одноцепочечным инсулиноподобным факторам роста. Эффекты пептидов у беспозвоночных менее специализированы (плейотропия эффектов), хотя и реализуются путём активации сигнальных систем, сходных с таковыми у позвоночных. Стратегия эволюции регуляторных систем состоит в повышении их специализации (Лейбсон, 1983). В случае инсулин/ИФР регуляторной системы этот принцип реализуется за счёт расширения набора рецепторных молекул: тогда как в геноме беспозвоночных имеется один ген, кодирующий рецептор к инсулиноподобным пептидам, у позвоночных рецепторы для инсулина и инсулиноподобных факторов роста кодируются разными генами.

Целью настоящей работы было выявить возможность изменения в филогенезе свойств рецепторов. Мы показали, что изменчивость не затрагивает каталитические (3 субъединицы рецепторов. В отношении связывающих а субъединиц полученные данные не столь однозначны. Прежде всего, была выявлена высокая функциональная консервативность рецептора ИФР-1: по связывающим характеристикам (в частности, по способности дискриминировать ИФР-1 и инсулин) связывающие места для ИФР-1 у моллюска и миноги оказываются сходными с рецептором ИФР-1 млекопитающих. Нет сомнений, что рецептор, близкий по своим свойствам к рецептору инсулина млекопитающих, также имеет длительную эволюционную историю. Однако мы могли судить о его свойствах только у позвоночных, сравнивая рецепторы инсулина миноги и крысы. Как показано в работе, рецептор инсулина в отличие от рецептора ИФР-1 демонстрирует определённую функциональную изменчивость. У круглоротых рецептор инсулина характеризуется низкой способностью распознавать инсулин и ИФР-1, тогда как у млекопитающих рецептор инсулина хорошо различает родственные пептиды. Следует добавить, что по нашим данным и данным других авторов (Лейбуш, 1989; Parrizas et al., 1995 b), наряду с разграничением функций меняется и соотношение числа рецепторов инсулина и ИФР-1 в тканях. Тогда как у низших позвоночных преобладают рецепторы ИФР-1, у

90 высших - рецепторы инсулина. Изменение происходит не за счёт снижения числа рецепторов ростового фактора, а за счёт повышения экспрессии рецепторов инсулина. В совокупности все эти данные согласуются с тем, что у высших позвоночных повышаются требования к контролю углеводного баланса и, соответственно, функция инсулина выходит на первый план. На рецепторном уровне это проявляется как в повышении специфичности рецепторов инсулина, так и в возрастании их числа. Из сказанного следует, что для рецептора инсулина эволюционные ограничения менее строги, чем для рецептора ИФР-1. Необходимо добавить, что и сам инсулин в эволюции позвоночных более изменчив по сравнению с ИФР-1. Консервативность элементов ИФР регуляторной системы как бы подчёркивает подвижность инсулиновой регуляции в эволюции.

В работе показано участие инсулина и ИФР-1 в поддержании физиологической стабильности скелетных мышц миноги в преднерестовый период. Не вызывает сомнений участие в регуляции углеводного баланса в мышцах обоих пептидов, о чём свидетельствует их способность влиять на активность гликогенсинтетазы. Однако если говорить о роли ИФР-1 в этот период, то она, по-видимому, не исчерпывается контролем углеводного обмена, на что указывает своеобразная динамика рецепторного связывания пептида. Повышение связывания ИФР-1 на фоне активации катаболических процессов и при отсутствии роста, но в тоже время при сохранении скелетными мышцами миног функциональной активности, даёт основание предполагать, что в данной ситуации проявляется апоптоз-ингибирующее действие ИФР-1. Дальнейший анализ функций ИФР-1 в преднерестовый период жизни миног может оказаться существенным для понимания регуляторной роли данного фактора роста.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Чистякова, Оксана Викторовна, 2002 год

1. Колычев А. П. Инсулиноподобный фактор роста II (ИФР-П). Место среди регуляторных пептидов суперсемейства инсулина // Ж. эвол. биохим. и физиол. 2000. Т. 36. С. 69-82.

2. Колычев А. П., Русаков Ю. И., Бондарева В. М. Рецептор-связывающая активность родственных инсулину нейропептидов цереброплеврального ганглия беззубки // Международное совещание по эволюционной физиологии: Тез. XII совещания. СПб. 2001. С. 68.

3. Красильников М. А. Сигнальные пути, регулируемые фосфатидилинозитол-3-киназой и их значение для роста, выживаемости и злокачественной трансформации клеток // Биохимия. 2000. Т. 65. С. 68-78.

4. Кузнецова Л. А., Шарова Т. С. Влияние биогенных аминов, глюкагона и инсулина на активность гликогенсинтетазы и фосфорилазы в мышечной ткани моллюска Anodonta cygnea//Ж. эвол. биохим. и физиол. 1997. Т. 33. С. 421-430.

5. Лейбсон Л. Г. Происхождение и эволюция эндокринной системы // Эволюционная физиология. Ч. 2. Под ред. акад. Е. М. Крепса. Л.: Наука, 1983. С. 3-42.

6. Лейбуш Б. Н. Инсулиновые рецепторы головного мозга в эволюции позвоночных // Ж. эвол. биохим. и физиол. 1983. Т. 19. С. 407-413.

7. Лейбуш Б. Н. Инсулин-рецепторные взаимодействия в эволюции позвоночных. Дис. на соиск. уч. степ. д. б. н. Л. 1989.

8. Лейбуш Б. Н. Рецепторы инсулина и инсулиноподобного фактора роста 1: пути структурной и функциональной дивергенции двух зволюционно родственных пептидов //Ж. эвол. биохим. и физиол. 1998. Т. 34. С. 82-96.

9. Лейбуш Б. Н., Бондарева В. М. Рецепторы инсулина речной миноги Ьатре^а АиугаШх в период преднерестового голодания // Ж. эвол. биохим. и физиол. 1987. Т. 23. С 193-198.

10. Перцева М. Н., Шпаков А. О., Плеснёва С. А. Современные достижения в изучении сигнальных механизмов действия инсулина и родственных ему пептидов. // Ж. эвол. биохим. и физиол. 1996. Т. 32. С. 318-339.

11. Плисецкая Э. М. Гормональная регуляция углеводного обмена у низших позвоночных. Л.: Наука. 1975.

12. Плисецкая Э. М. Инсулин у моллюсков и его роль в регуляции углеводного обмена // Ж. эвол. биохим. и физиол. 1977. Т. 13. С. 600-606.

13. Плисецкая Э. М., Лейбсон Л. Г. Влияние гормонов на гликоген-синтетазнуюактивность печени и мышц у миног и скорпен. Докл. Акад. наук СССР. 1973. Т. 210. С. 1230-1232.

14. Шпаков О. А., Плеснёва С. А., Кузнецова Л. А., Перцева М. Н. Исследование функциональной организации нового аденилатциклазного механизма действия инсулина//Биохимия. 2002. Т. 67. С. 403-412.

15. Baker J., Liu J. P., Robertson E. J., Efstratiadis A. Role of insulin-like growth factors in embrionic and postnatal growth// Cell. 1993. V. 75. P. 73-82.

16. Baños N., Moon T. W., Gutierrez J., Navarro I. Insulin and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) binding in fish red muscle: regulation by high insulin levels // Regul. Pept. 1997. V. 68. P. 181-187.

17. Barber A. A., Orrell S. A., Bueding J. E. Association of enzymes with rat liver glycogen isolated rate-zonal centrifugaron // J. Biol. Chem. 1967. V. 242. P. 4040-4044.

18. Baron V., Kaliman P., Gautier N., Van Obberghen E. The insulin receptor activation process involves localized conformation changes // J. Biol. Chem. 1992. V. 267. P. 23290-23294.

19. Baudry A., Lamothe B., Bucchini D., Jami J., Montarras D., Pinset C., Joshi R. L. IGF-1 receptor as an alternative receptor for metabolic signaling in insulin receptor-deficient muscle cell // FEBS Lett. 2001. V. 488. P. 174-178.

20. Blakesley V. A., Scrimgeour A., Esposito D., LeRoith D. Signaling via insulin-like growth factor-1 receptor: does it differ from insulin receptor signaling? // Cytokine Growth Factor Rev. 1996. V. 7. P. 153-159.

21. Bradford M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. V. 72. P. 248-254.

22. Britton J. S., Lockwood W. K., Li L., Cohen S. M. Edgar B. A. Drosophila's insulin/PI3-kinase pathway coordinates cellular metabolism with nutritional conditions // Dev. Cell. 2002. V. 2. P. 239-249.

23. Brogiolo W., Stacker H., Ikeya T., Rintelen F., Fernandez R., Hafen E. An evolutinarily conserved function of the Drosophila insulin receptor and insulin-like peptides in growth control // Curr. Biol. 2001. V. 11. P. 213-221.

24. Burks D. J., de Mora J. F., Schubert M., Withers D. J., Myers M. G., Towery H. H., Altamuro S. L., Flint C. L., White M. F. IRS-2 pathways integrate female reproduction and energy homeostasis //Nature. 2000. V. 407. P. 377-382.

25. Butler A., LeRoith D. Minireview: Tissue-specific versus generalized gene targeting of the igfl and igflr genes and their roles in insulin-like growth factor physiology // Endocrinology. 2001. V. 142. P. 1685-1688.

26. Butler A. A., Yakar S., Gewold I. H., Karas M., Okubo Y., LeRoith D. Insulin-like factor-1 receptor signal transduction: at the interface between physiology and cell biology // Comp. Biochem. Physiol. 1998. V. 121(PtB). P. 19-26.

27. Canesi L., Betti M., Ciacci C., Gallo G. Insulin-like effect of zinc in Mytilus digestive gland cells: modulation of tyrosine kinase-mediated cell signaling // Gen. Comp. Endocrinol. 2001. V. 122. P. 60-66.

28. Cao Q-P., Duguay S. J., Plisetskaya E. M., Steiner D. F., Chan S. J. Nucleotide sequence and growth-hormone regulated expression of salmon insulin-like growth factor-1 mRNA // Mol. Endocrinol. 1989. V. 3. P. 2005-2010.

29. Ceresa B. P. Pessin J. E. Insulin regulation of the Ras activation/inactivation cycle // Mol. Cell. Biochem. 1998. V. 182. P. 23-29.

30. Chan S. J., Emdin S. O., Kwok S. C. M., Kramer J. M., Falkmer S., Steiner D. F. Messenger RNA sequence and structure of preproinsulin in a primitive, the Atlantic hagfish // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. P. 7595-7602.

31. Chan S. J., Nagamatsu S., Cao Q-P., Steiner D. F. Structure and evolution of insulin and insulin-like growth factors in chordates // Prog. Brain. Res. 1992. V. 92. P. 15-24.

32. Chan S. J., Plisetckaya E. M., Urbinati E., Jin Y. and Steiner D. F. Expression of multiple insulin and insulin-like receptor genes in salmon cartillage // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 12446-12451.

33. Cheng C. M., Reinhardt R. R., Lee W. H., Joncas G., Palet S. C., Bondy C. A. Insulin-like growth factor 1 regulates developing brain glucose metabolis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 10236-10241.

34. Chevalier B., Anglade P., Derouet M., Molle D., Simon J. Isolation and characterization of Muscory (Cairna moschata) duck insulin // Comp. Biochem. Physiol. B Biochem. Mol. Biol. 1996. V. 114. P. 19-26.

35. Chuang N. N., Wang P. C. Characterization of insulin receptor from the muscle of the shrimp Penaeus japonicus (Crustacea: Decapoda) // Comp. Biochem. Physiol. 1994. V. 108C. P. 289-297.

36. Daughaday W. H., Rotwein P. Insulin-like growth factors I and II. Peptide, messenger ribonucleic acid and gene structures, serum, and tissue concentrations // Endocr. Rev. 1989. V. 10. P. 68-91.

37. Drakenberg K., Sara V.R., Falkmer S., Gammeltoft S., Maake C., Reinecke M. Identification of IGF-1 receptors in primitive vertebrates // Regul. Pept. 1993. V. 43. P. 73-81.

38. Duguay S. J., Chan S. J., Mommsen T. P., Steiner D. F. Divergence of insulin-like growth factor-I and -II in the elasmobranch Squalis acanthias // FEBS Lett. 1995. V. 371. P. 69-72.

39. Ebina Y., Ellis L., Jarnagin K., Edery M., Graf L., Clauser E., Ou J. H., Masiarz F., Kan Y. W., Goldfine I. D. et al. The human insulin receptor cDNA: the structural basis of hormone-activated transmembrane signaling // Cell. 1985. V. 40. P. 747-758.

40. Elies G., Groigno L., Wolff J., Boeuf G., Boujard D. Characterization of the insulin-like growth factor type 1 receptor messenger in two teleost species // Mol. Cell. Endocrinol. 1996. V. 124. P. 131-140.

41. Emdin S. O., Gammeltoft S., Gliemann J. Degradation, receptor binding affinity and potency of insulin from the Atlantic hagfish (Myxine glutinöse) determined in isolated rat fat cells // J. Biol. Chem. 1977. V. 252. P. 602-608.

42. Fantin V. R., Wang Q., Lienhard G. E., Keller S. R. Mice lacking insulin receptor substrate 4 exhibit mild defects in growth, reproduction, and glucose homeostasis // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2000. V. 278. P. E127-E133.

43. Faria T. N., Blakesley V. A., Kato H., Stannara B., LeRoith D., Roberts C. T. Role of the carboxyl-terminal domains of the insulin and insulin-like growth factor-1 receptors in receptor function//J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 13922-13928.

44. Fernandez R., Rosen O. M. Drosophila melanogaster. Structure and ligand specificity of the Drosophila melanogaster insulin receptor // Mol. Cell. Biol. 1987. V. 7. P. 27182727.

45. Fernandez R., Tabarini D., Azpiazu N., Frasch M., Schlessinger J. The Drosophila insulin receptor homolog: a gene essential for embrionic development encodes two receptor isoforms with different signaling potential // EMBO J. 1995. V. 14. P. 3373-3384.

46. Fritsch H .A .R., Van Noorden S., Pearse A. G. E. Cytochemical and immunofluorescence investigations on insulin-like producing cells in the intestine of Mytilus edulis L. (Bivalvia) // Cell. Tiss. Res. 1976. V. 165. P. 365-369.

47. Froesch E. R., Muller W. A., Burgi H. Nonsuppressible insulin-like activity of human serum. II. Biological properties of plasma extracts with nonsuppressible insulin-like activity // Biochim. Biophys. Acta. 1966. V. 121. P. 360-374.

48. Froesch E. R., Schmid C., Schwander J., Zapf J. Action of insulin-like growth factors // Annu. Rev. Physiol. 1985. V. 47. P. 443-467.

49. Frubyrg D. A. Insulin-like growth factor 1 exerts growth hormone- and insulin-like actionon human muscle protein metabolism // Am. J. Physiol. 1994. V. 267. P. E331-336.

50. Fullbright G., Bullesbach E. E. The receptor binding conformation of bombyxin is induced by alanine (B15) // Biochemistry. 2000. V. 39. P. 9718-9724.

51. Funkenstein B., Aimuly R., Chan S. J. Localization of IGF-1 and IGF-1 receptor mRNA in Sparus aurata larvae // Gen. Comp. Endocrinol. 1997. V. 107. P. 291-303.

52. Gagnon A., Dods P., Roustan-Delatour N., Chen C. S., Sorisky A. Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate is required for insulin-like growth factor 1-mediated survival of 3T3-L1 preadipocytes // Endocrinology. 2001. V. 142. P. 205-12.

53. Gao Z., Matsuo H., Wang Y., Nakago S., Maruo T. Up-regulation by IGF-1 of proliferating cell nuclear antigen and Bcl-2 protein expression in human uterine leiomyoma cells // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001. V. 86. P. 5593-5599.

54. Geraerts W. P. M. Control of growth by neurosecretory hormone of the light green cell in the freshwater snail Lymnaea stagnalis II Gen. Com. Endocrinol. 1976 a. V. 29. P. 6171.

55. Geraerts W. P. M. The role of the lateral lobes in the control of growth and reproduction in the hermaphrodite freshwater snail Lymnaea stagnalis II Gen. Com. Endocrinol. 1976 b. V. 29. P. 97-108.

56. Gregoire F. M., Chomiki N., Kachinskas D., Warden C. H. Cloning and developmental regulation of a novel member of the insulin-like gene family of Caenorhabditis elegans II Biochem. Biophys. Res. Com. 1998. V. 249. P. 385-390.

57. Groigno L., Bonnec G., Wolff J., Joly J., Boujard D. Insulin-like growth factor I receptor messenger expression during oogenesis in Xenopus laevis II Endocrinology. 1996. V. 37. P. 3856-3863.

58. Gutierrez J., Parrizas M., Maestro M. A, Navarro I., Plisetskaya E. M. Insulin and IGF-1 receptors and tyrosine kinase activity in fish heart // J. Endocrinol. 1995. V. 146. P. 3544.

59. Havrankova J., Roth J., Brownstein M. J., Insulin receptors are widely distributed in the central nervous system of the rat // Nature. 1978. V. 272. P. 827-829.

60. Jacob R., Barrett E., Plewe G., Fagin K. D., Sherwin R. S. Acute effect of insulin-like growth factor 1 on glucose and amino acid metabolism in the awake fasted rat. Comparison with insulin // J. Clin. Invest. 1989. V. 83. P. 1717-1723.

61. Jonas E. A., Knox R. J., Kaczmarek L. K., Schwartz J. H., Solomon D. H. Insulin receptor in Aplysia neurons: characterization, molecular cloning, and modulation of ion currents//J. Neurosci. 1996. V. 16. P. 1645-1658.

62. Jones J. I., Clemmons D. R. Insulin-like growth factors and their binding proteins: biological actions // Endocrine Reviews. 1995. V. 16. P. 3-34.

63. Janicot M., Flores-Reveros J. R., Lane M. D. Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) receptor is responsible for mediating the effects of insulin, IGF-I, IGF-II in Xenopus laevis oocytes // J. Biol. Chem. 1991. V. 267. P. 9382-9391.

64. Joshi R.K., Lamothe B., Cordonnier N., Mesbah K., Monthioux E., Jami J. Bucchini D. Targeted disruption of the insulin receptor gene in mouse results in neonatal lethality // EMBO J. 1996. V. 15. P. 1543-1547.

65. Kahn C. R., White M. F. The insulin receptor and the molecular mechanism of insulin action//J. Clin. Invest. 1988. V. 82. P. 1151-1156.

66. Kajimoto Y., Rotwein P. Structure and expression of a chicken insulin-like growth factor-1 precursor// Mol. Endocrinol. 1989. V. 3. P. 1907-1913.

67. Kawano T., Ito Y., Ishiguro M., Takuwa K., Nakajima T., Kimura Y. Molecular cloning and characterization of a new insulin/IGF-like peptide of the nematode Caenorhabditis elegans II Biochem. Biophys. Res. Com. 2000. V. 273. P. 431-436.

68. Keegan A. D., Nelms K., White M., Wang L. M., Pierce J. H., Paul W. E. An IL-4 receptor region containing an insulin receptor motif is important for IL-4-mediated IRS-1 phosphorylation and cell growth // Cell. 1994. V. 76. P. 811-820.

69. Kidwai A. M., Radcliffe M. A., Lee E. Y., Daniel E. E. Isolation and properties of skeletal muscle membrane // Biochem. Biophys. Acta. 1973. V. 298. P. 593-607.

70. Kimura K. D., Tissenbaum H. A., Liu Y., Ruvkun G. daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans II Science. 1997. V. 277. P. 942-946.

71. Kinhult A. Barramundi (Lates Calcarifer) IGF-1: characterization of cDNA, genomic sequences and regulation of mRNA expression // PhD Thesis. Brisbane, Australia: Queensland University of Technology. 1996.

72. Kristensen C., Kjeldsen T., Wiberg F. C., Schaffer L., Hach M., Havelund S., Bass J., Steiner D. F., Andersen A. S. Alanine scanning mutagenesis of insulin // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 12978-12983.

73. Roith D., Bondy C., Yakar S., Liu J-L., Butler A. The somatomedin hypothesis: 2001 // Endocrine Reviews. 2001. V. 22. P. 53-74.

74. Roith D., Lesniak M. A., Roth J. Insulin in insects and annelides // Diabetes. 1980. V. 30. P. 70.

75. Roith D., Sampson P. C., Roberts C. T. Jr. How does the mitogenic insulin-like growth factor 1 receptor differ from the metabolic insulin receptor? // Horm. Res. 1994 V. 41 (Suppl. 2). P. 74-78.

76. K. W., Geraerts W. P. M. Edderink R. H., Joosse J. Purification and sequencing of molluscan insulin-related peptide I (MIP I) from the neuroendocrine light green cells of Lymnaea stagnalis II Mol. Cell. Endocrinol. 1992 a. V. 85. P. 141-150.

77. K. W., Geraerts W. P. M. Isolation and chemical characterization of a novel insulin-related neuropeptide from the freshwater snail Lymnaea stagnalis II Eur. J. Biochem. 1992 b. V. 205. P. 675-678.

78. Cell. 1993. V. 75. P. 59-72. Luo R. Z.-T., Beniac D. R., Fernandes A., Yip C. C., Ottensmeyer F. P. Quaternary structure of the insulin-insulin receptor complex // Science. 1999. V. 285. P. 10771080.

79. Murray-Rast J., McLeod A. N., Blundell T. L., Wood S. P. Structure and evolution of insulins implications for receptor binding // BioEssays. 1992. V. 14. P. 325-331.

80. Nagamatsu S., Chan S. J., Falkmer S. F., Steiner D. F. Evolution of the insulin-like growth factor cDNA from the Atlantic hagfish // J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 2397-2402.

81. Nakao N., Tanaka M., Higashimoto Y., Nakashima K. Molecular cloning, identification and characterization of four distinct receptor subtypes for insulin and IGF-I in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus II J. Endocrinol. 2002. V. 173. P. 365-375.

82. Navarro I., Leibush B. N., Moon T. W., Plisetskaya E. M., Banos N., Mendez E., Planas J. V., Gurierrez J. Insulin, insulin-like growth factor-1 (IGF-1) and glucagon: the evolution of their receptors // Comp. Biochem. Physiol. 1999. V. 122B. P. 137-153.

83. Nielsen J. N., Derave W., Kristiansen S., Ralston E., Ploug T., Richter E. A. Glycogen synthase localization and activity in rat skeletal muscle is strong dependent on glycogen content // J. Physiol. 2001. V. 531. P. 757-769.

84. O'Brien R. M., Streeper R. S., Ayala J. E.,Stadelmaier B. T., Hornbuckle L. A. Insulinregulated gene expression // Biochem. Soc. Transact. 2001. V. 29 (Pt 4). P. 552-558.

85. O'Brien R., Granner D. Regulation of gene expression by insulin // Physiol. Rev. 1996. V. 76. P. 1109-1161.

86. O'Conner K. Y., Baxter D. The demonstration of insulin-like material in the honey bee, Apis mellifera II Comp. Biochem. Physiol. 1985. V. 81B. P. 755-760.

87. Park K. S., Ciaraldi T. P., Carter L., Mudaliar S., Nikoulina S. E., Webster N. J., Henry R.

88. Parrizas M., Plisetskaya E. M., Planas J., Gutierrez J. Abundant insulin-like growth factor 1 (IGF-1) receptor binding in skeletal muscle // Gen. Comp. Endocrinol. 1995 b. V. 98. P.16-25.

89. Plashmforoush M., Chan S. J., Steiner D. F. Structure and expression of the insulin-like peptide receptor from Amphioxus // Mol. Endocrinol. 1996. V. 10. P. 857-866.

90. Plisetskaya E. M. Some of my not so favorite things about insulin and insulin-like growth factors in fish//Comp. Biochem. Physiol. 1998. V. 121 (PtB).P. 3-11.

91. Plisetskaya E. M., Fabru E., Moon T. W., Gutierrez J., Ottolenghi C. Insulin binding to isolated hepatocytes of Atlantic salmon and rainbow trout // Fish Physiol. Biochem. 1993. V. 11. P. 401-409.

92. Plisetskaya E. M., Pollock H. G., Elliott W. M., Youson J. H., Andrews P. C. Isolation and structure of lamprey (Petromyzon marinus) insulin 11 Gen. Comp. Endocrinol. 1988. V. 69. P. 46-55.

93. Plisetskaya E., Leibush B., Bondareva V. The secretion of insulin and its role in cyclostomes and fishes // The Evolution of Pancreatic Islets. Oxford: Pergamon Press, 1976. P. 251-269.

94. Poltilove R. M., Jacobs A. R., Haft C. R., Xu P., Taylor S. I. Characterization of Drosophila insulin receptor substrate // J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 23346-23354.

95. Rinderknecht E., Humbel R. E. The acid sequence of human insulin-like growth factor-1 and its structural homology with insulin // J. Biol. Chem. 1978. V. 253. P. 2769-2776.

96. Robitzki A., Schroder H. C., Ugarkovic D., Pfeifer R., Uhlenbruck G., Muller W. E., Demonstration of an endocrine signaling circuit for insulin in the sponge Geodia cydonium 11EMBO J. 1989. V. 8. P. 2905-2909.

97. Roovers E., Vincent M. E., Van Kesteren E., Geraerts W. P. M., Planta R. J., Vreugdenhil E., Van Heerikhuizen H. Characterization of a putative molluscan insulin-related peptide receptor // Gene. 1995. V. 162. P. 181-188.

98. Rornfeld S. Structure and function of the mannose 6-phosphate/insulin-like growth factor II receptors // Annu. Rev. Biochem. 1992. V. 61. P. 307-330.

99. Ruan Y. C., Chen Y., Garofalo R. S. The Drosophila insulin receptor contains a novel carboxyl-terminal extension likely to play an importal role in signal transduction // J. Biol. Chem. 1995. V. 270. P. 4236-4243.

100. Saavedra J. M., Juorio A. V., Shigematsu K., Pinto J. E. Specific insulin binding sites in snail {Helix aspersa) ganglia // Cell. Mol. Neurobiol. 1989. V. 9. P. 273-279.

101. Salmon J. W. D., Daughaday W. H. A hormonally controlled serum factor which stimulates incorporation by cartilage in vitro // J. Lab. Clin. Med. 1957. V. 49. P. 825826.

102. Saltiel A. R. Diverse signaling pathways in the cellular actions of insulin // Am. J. Physiol. 1996. V. 270 (Pt 1). P. E375-E385.

103. Sanders D. Insulin-like peptides in the lobster Homarus americanus I. Insulin immunoreactivity// Gen. Comp. Endocrinol. 1983. V. 50. P. 366-373.

104. Scatchard G. The attractions of proteins for small molecules and ions // Ann. N. -Y. Acad. Sci. 1949. V. 51. P. 660-675.

105. Seino S., Bell G. J., Alternative splicing of human insulin receptor messenger RNA // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989. V. 159. P. 312-316.

106. Seino S., Seno G., Bell G. J. Human insulin receptor gene // Diabetes. 1990. V. 39. P. 123128.

107. Stewart C. E., Rotwein P. Growth, differentiation, and survival: multiple physiological functions for insulin-like growth factors // Physiol. Rev. 1996. V. 76. P. 1005-1026.

108. Stuart C. A. Characterization of a novel insulin receptor from stingray liver // J. Biol. Chem. 1988. V. 263. P. 7881-7886.

109. Sun X. J., Rothenberg P., Kahn C. R., Backer J. M., Araki E., Wilden P. A., Cahill D. A., Goldstein B. S., White M. F. Structure of the insulin receptor substrate IRS-1 defines a unique signal transduction protein //Nature. 1991 V. 352. P. 73-77.

110. Sun X. J., Wang 1. M., Zhang Y., Yenush L., Myers M. G., Glasheen E., Lane W. S., Pierce J. H., White M. F. Role of IRS-2 in insulin and cytokine signalling // Nature. 1995. V. 377. P. 173-177.

111. Tatar M., Kopelman A., Epstein D., Tu M. P., Yin C.M., Garofalo R. S. A mutant Drosophila insulin receptor homolog that extends life-span and impairs neuroendocrine function // Science. 2001. V. 292. P. 107-110.

112. Ueki K., Fruman D.A., Brachmann S.M., Tseng Y.H., Cantley L.C., Kahn C.R. Molecular balance between the regulatory and catalytic subunits of phosphoinositide 3-kinase regulates cell signaling and survival // Mol. Cell. Biol. 2002. V. 22. P. 965-977.

113. Moller. New York: Wile and Sons 1993. P. 9-47. White M. F., Kahn C. R. The insulin signaling system // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 14.

114. Willis P. E., Chadan S. G., Baracos V., Parkhouse W. S. Restoration of insulin-like growth factog 1 action in skeletal muscle of old mice // Am. J. Physiol. 1998. V. 275. P. E525-E530.

115. Wilson M. R Apoptotic signal transduction: emerging pathways // Biohem. Cell. Biol.1998. V. 76. P. 573-582. Withers D. J., Gutierrez J. S., Towery H., Burks D. J., Ren J.M., Previs S., Zhang Y.,

116. Berna I. D., Pons S., Shulman G. I., Bonner-Weir S., White M. F. Disruption of IRS-2 causes type 2 diabetes in mice // Nature. 1998. V. 391. P. 900-904.

117. Xu P., Jacobs A. R., Taybor S. J. Interaction of insulin receptor substrate 3 with insulin receptor, insulin related receptor, insulin-like growth factor-1 receptor and downstream signaling proteins // J. Biol. Chem. 1999. V. 274. P. 15262-15270.

118. Yalow R. S., Berson S. A. Immunoassay of endogenous plasma insulin in man // J. Clin. Invest. 1960. V. 39. P. 1157-1168.

119. Yamaguchi Y., Flier J. S., Benecke B. J., Ransil B. J., Moller D. E. Ligand-binding properties of the two isoform of the insulin receptor // Endocrinology. 1993. V. 132. P. 1132-1138.

120. Yandell C. A., Francis G. L., Wheldrake J. F., Upton Z. Purification, amino acid sequence and characterization of kangaroo IGF-1 // J. Endocrinol. 1998. V. 156. P. 195-204.

121. Yoshida I., Moto K., Sakurai S., Iwami M. A novel member of the bombyxin gene family: structure and expression of bombyxin G1 gene, an insulin-related peptide gene of the silkmoth Bombyx mori // Dev. Genes. Evol. 1998. V. 208. P. 407-410.

122. Yu J. H., Eng J., Yalow R. S. Isolation and amino acid seqenaes of squirrel monkey (Saimiri sciurea) insulin and glucagon // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 24. P. 9766-9768.

123. Zenobi P. D., Jaeggi-Groisman S. E., Riesen W. F., Roder M. F., Froesch E. R. Insulin-like growth factor-1 improves glucose metabolism and lipid metabolism in type 2 diabetes mellitus // J. Clin. Inv. 1992. V. 90. P. 2234-2241.

124. Zick Y., Kazuga M., Kahn C. R., Roth J. Characterization of insulin-mediated phosphorylation of the insulin receptor in a cell-free system // J. Biol. Chem. 1983. V. 256. P. 75-80.