GLUT-funktioner, huvudsakliga glukostransportörer

3350
Sherman Hoover
GLUT-funktioner, huvudsakliga glukostransportörer

De GLUT De är en serie porttransportörer, som ansvarar för att utföra passiv transport av glukos mot cytosolen i en mängd olika däggdjursceller.

De flesta GLUT som hittills har identifierats är dock inte specifika för glukos. Tvärtom kan de transportera olika sockerarter såsom mannos, galaktos, fruktos och glukosamin, liksom andra typer av molekyler såsom urater och mannositol..

Typisk struktur för en GLUT-glukostransportör. Av A2-33 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], från Wikimedia Commons.

Minst 14 GLUT har hittills identifierats. Alla har gemensamma strukturella egenskaper och skiljer sig åt både i vävnadsfördelning och i vilken typ av molekyl den bär. Därför verkar varje typ vara anpassad till olika fysiologiska tillstånd där den uppfyller en viss metabolisk roll..

Artikelindex

  • 1 Mobilisering av glukos i celler
  • 2 GLUT-transportörer
  • 3 Struktur
  • 4 Klassificering
  • 5 stora glukostransportörer och funktioner
    • 5.1 GLUT1
    • 5.2 GLUT2
    • 5.3 GLUT3
    • 5.4 GLUT4
    • 5.5 GLUT8
    • 5.6 GLUT9
    • 5.7 GLUT12
    • 5.8 GLUT13
  • 6 Referenser

Mobilisering av glukos i celler

De flesta levande celler är beroende av partiell eller total oxidation av glukos för att få den energi som krävs för att utföra sina vitala processer..

Inträdet av denna molekyl i cellens cytosol, där den metaboliseras, beror på hjälp av transportproteiner, eftersom den är tillräckligt stor och polär för att kunna korsa lipid-dubbelskiktet av sig självt..

I eukaryota celler har två huvudtyper av transportörer som är involverade i mobiliseringen av detta socker identifierats: Na + / glukos-transportörer (SGLT) och GLUT-bärare..

Den förstnämnda använder en sekundär aktiv transportmekanism, där Na + -transporten ger drivkraften för att genomföra processen. Medan de senare utför en underlättad passiv rörelse, en mekanism som inte kräver energi och är för koncentrationsgradienten för socker..

Transportmekanism som används av GLUT-hexotransportörer. Av Emma Dittmar - Eget arbete, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

GLUT-transportörer

GLUT-transportörer, för förkortningen på engelska av "Glucose Transporters", är en grupp porttransportörer som ansvarar för att utföra passiv transport av glukos från det extracellulära mediet till cytosolen..

De tillhör den stora överfamiljen av underlättade diffusionstransportörer (MSF), som består av ett stort antal transportörer som ansvarar för att genomföra transmembrantransporten av en mängd små organiska molekyler..

Även om deras namn verkar indikera att de bara transporterar glukos, har dessa transportörer varierande specificitet för olika monosackarider med sex kolatomer. Därför är de mer än glukostransportörer hexostransportörer.

Hittills har minst 14 GLUT identifierats och deras plats verkar vara vävnadsspecifik hos däggdjur. Det vill säga varje isoform uttrycks i väldigt speciella vävnader..

I var och en av dessa vävnader varierar de kinetiska egenskaperna hos dessa transportörer anmärkningsvärt. Det senare verkar indikera att var och en av dem är utformad för att svara på olika metaboliska behov..

Strukturera

De 14 GLUT som hittills har identifierats har en serie gemensamma strukturella egenskaper.

Alla är integrerade multipass-membranproteiner, det vill säga de korsar lipid-dubbelskiktet flera gånger genom transmembransegment som är rika på hydrofoba aminosyror..

Peptidsekvensen hos dessa transportörer varierar mellan 490-500 aminosyrarester och deras tredimensionella kemiska struktur liknar den som rapporterats för alla andra medlemmar i huvudfamiljen av facilitators (MSF)..

Denna struktur kännetecknas av att man presenterar 12 transmembransegment i en a-helix-konfiguration och en starkt glykosylerad extracellulär domän som, beroende på typen av GLUT, kan placeras i den tredje eller femte slingan som bildas..

Dessutom är amino- och karboxylterminerna i proteinet orienterade mot cytosolen och uppvisar en viss grad av pseudosymmetri. Det sätt på vilket dessa ändar är rumsligt anordnade ger upphov till ett öppet hålrum som utgör bindningsstället för glukos eller för någon annan monosackarid som ska transporteras.

I denna mening definieras bildningen av poren genom vilken sockret passerar nedströms bindningsstället genom ett centralt arrangemang av spiralerna 3, 5, 7 och 11. Alla dessa finns på en av deras ansikten med en hög densitet av polära rester som underlättar bildandet av den inre hydrofila miljön i porerna.

Klassificering

GLUT har klassificerats i tre stora klasser baserat på graden av likhet mellan peptidsekvensen och positionen för den glykosylerade domänen..

GLUT som tillhör klass I och II begränsar den starkt glykosylerade domänen till den första extracellulära slingan som ligger mellan de två första transmembransegmenten. Medan det i klass III är begränsat till den nionde slingan.

I var och en av dessa klasser varierar procentsatserna för homologi mellan peptidsekvenserna mellan 14 och 63% i mindre konserverade regioner och mellan 30 och 79% i högt konserverade regioner..

Klass I består av GLUT1-, GLUT2-, GLUT3-, GLUT4- och GLUT14-transportörer. Klass II för GLUT5, 7, 9 och 11. Och klass III för GLUT6, 8, 10 och 12 och 13.

Det är viktigt att nämna att var och en av dessa transportörer har olika platser, kinetiska egenskaper, substratspecificiteter och funktioner..

Huvudsakliga glukostransportörer och funktioner

GLUT1

Det uttrycks främst i erytrocyter, hjärnceller, moderkaka och njure. Även om dess huvudsakliga funktion är att förse dessa celler med de glukosnivåer som är nödvändiga för att stödja cellulär andning, är den ansvarig för transport av andra kolhydrater, såsom galaktos, mannos och glukosamin..

GLUT2

Även om det är mycket specifikt för glukos uppvisar GLUT2 en högre affinitet för glukosamin. Emellertid kan den också transportera fruktos, galaktos och mannos till cytosolen i lever-, bukspottkörtel- och njurceller i tunntarmsepitelet..

GLUT3

Även om den har hög affinitet för glukos, binder och transporterar GLUT3 också galaktos, mannos, maltos, xylos och dehydroaskorbinsyra med lägre affinitet.

Det uttrycks huvudsakligen i embryonala celler, så det upprätthåller kontinuerlig transport av dessa sockerarter från moderkakan till alla fostrets celler. Dessutom har det upptäckts i muskel- och testikelceller.

GLUT4

Den har hög affinitet för glukos och uttrycks endast i insulinkänsliga vävnader. Därför är det associerat med glukostransport stimulerat av detta hormon..

GLUT8

Den transporterar både glukos och fruktos till det inre av lever-, nerv-, hjärt-, tarm- och fettceller.

GLUT9

Förutom att transportera glukos och fruktos har den en hög affinitet för urater, varför den förmedlar deras absorption i njurceller. Emellertid har det också visat sig uttryckas i leukocyter och tunntarmsceller..

GLUT12

I skelettmuskulaturen translokeras denna transportör till plasmamembranet som svar på insulin, och verkar således som svarsmekanismer för detta hormon. Dess uttryck har också bestämts i celler i prostata, placenta, njure, hjärna och bröstkörtlar..

GLUT13

Det utför den specifika kopplade transporten av myoinositol och väte. Med detta bidrar det till att sänka cerebrospinalvätskans pH till värden nära 5,0 av nervceller som utgör cerebellum, hypothalamus, hippocampus och hjärnstam..

Referenser

  1. Augustin R. Kritisk granskning. Proteinfamiljen av glukostransportlättare: Det handlar inte bara om glukos. IUBMB Life. 2010; 62 (5): 315-33.
  2. Bell GI, Kayano T, Buse JB, Burant CF, Takeda J, Lin D, Fukumoto H, Seino S. Molekylär biologi av glukostransportörer från däggdjur. Diabetes vård. 1990; 13 (3): 198-208.
  3. Castrejón V, Carbó R, Martínez M. Molekylära mekanismer involverade i glukostransport. REB. 2007; 26 (2): 49-57.
  4. Joost HG, Thorens B. Den utökade GLUT-familjen av socker / polyoltransportfacilitatorer: nomenklatur, sekvensegenskaper och potentiell funktion hos dess nya medlemmar (recension). Mol Membr Biol.2001; 18 (4): 247-56.
  5. Kinnamon SC, Finger TE. En smak för ATP: neurotransmission i smaklökar. Front Cell Neurosci. 2013; 7: 264.
  6. Scheepers A, Schmidt S, Manolescu A, Cheeseman CI, Bell A, Zahn C, Joost HG, Schürmann A. Karakterisering av den humana SLC2A11 (GLUT11) genen: alternativ promotoranvändning, funktion, expression och subcellulär fördelning av tre isoformer, och brist på musens ortolog. Mol Membr Biol.2005; 22 (4): 339-51.
  7. Schürmann A. Insikt i de ”udda” hexostransportörerna GLUT3, GLUT5 och GLUT7. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008; 295 (2): E225-6.
  8. Thorens B, Mueckler M. Glukostransportörer på 2000-talet. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2010; 298 (2): E141-145.
  9. Yang H, Wang D, Engelstad K, Bagay L, Wei Y, Rotstein M, Aggarwal V, Levy B, Ma L, Chung WK, De Vivo DC. Glut1-bristsyndrom och analys av erytrocytglukosupptag. Ann Neurol. 2011; 70 (6): 996-1005.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.