胰岛素通过CREB调节肝脏糖异生的模型化研究

作者：马军仁; 李九智; 李循; 王书恒; 刘彼得; 赵新军^*; 马小琴

来源：原子与分子物理学报, 2023, 40(06): 190-198.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2023.066007

• 胰岛素
• CREB
• 糖异生基因

本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程，建立理论模型研究胰岛素通过环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)调节肝糖异生的物理机制.理论模型考虑胰岛素通过CREB调节过氧化物酶体增活化受体γ辅助活化因子(PGC)联级信号，进而调控肝脏糖异生，影响糖代谢信号通路特性.研究发现，在异常胰岛素(Ginsulin)作用下CREB表达提升，进一步刺激了磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1)表达.通过Pck1的调控，柠檬酸盐酯(citrate)、α-酮戊二酸(α-keto glutarate)、苹果酸酯(Malate)、草酰乙酸盐(Oxaloacetate)出现了不同的代谢水平.高表达的CREB会上调Pck1的表达水平，通过CREB、Pck1的调节作用，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate)转化为白藜芦醇(Pyruvate)的水平提升，进而促使citrate、α-keto glutarate、Malate、Oxaloacetate大幅度升高，最终影响细胞葡萄糖代谢.在糖异生基因的调控作用下，较高浓度的葡萄糖(Glocose),使得phosphoenolpyruvate浓度提升，并且在Pck1的调控作用下，phosphoenolpyruvate转化为Pyruvate的量增多，也会使得citrate、α-keto glutarate、Malate、Oxaloacetate大幅度提升.理论结果进一步深刻揭示了胰岛素、CREB蛋白，以及糖异生基因对细胞糖代谢新的调控机理，可为设计阻断糖尿病转变通路的治疗方案提供理论依据.

• 单位
  伊犁师范大学; 新疆维吾尔自治区人民医院