ГЛУТ 2: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

ГЛУТ2 је транспортер глукозе ниског афинитета који се изражава у мембранама ћелија панкреаса, јетре, бубрега и црева као и у астроцитима и таницитима. Поред посредовања у транспорту глукозе, такође учествује у транспорту фруктозе, галактозе и глукозамина; тако да је више од транспортера глукозе то транспортер хексозе.

Чињеница да има низак афинитет за глукозу омогућава му да делује као сензорни протеин за ниво глукозе у крви. Због тога учествује у регулаторној контроли многих физиолошких догађаја који реагују на флуктуације концентрације глукозе у крви.

Олакшани дифузијски транспортер глукозе тип 2 (ГЛУТ2) мења своју конформацију мобилишући место везања глукозе са спољне стране на унутрашњу страну мембране (транспортер протеина). Аутор: ЛадиофХатс (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0)], са Викимедиа Цоммонс.

Међу многим процесима које он регулише истичу се: 1) ослобађање инсулина од стране ћелија панкреаса стимулисано високим концентрацијама глукозе; 2) излучивање глукагона хепатоцитима за производњу глукозе у хипогликемији.

Олакшан транспорт глукозе у ћелију

Отприлике 75% глукозе која улази у ћелију да би побољшала метаболичке путеве за производњу енергије, то чини кроз пасивни транспортни механизам који омогућују интегрални мембрански протеини звани транспортери.

Овај транспортни механизам је широко познат као олакшана дифузија. Не захтева да се изврши допринос енергије и даје се у корист градијента концентрације. Односно, од подручја високе концентрације до подручја са ниском концентрацијом.

До данас је идентификовано најмање 14 изоформа транспортера дифузије олакшаних глукозом, укључујући ГЛУТ2. Сви они припадају главној супер-породици фацилитатора (МСФ) и, консензусом, названи ГЛУТ (за кратицу на енглеском језику „Глуцосе Транспортерс“).

Различити ГЛУТ-ови који су до сада окарактерисани су кодирани СЛЦ2А генима и показују изразите разлике у аминокиселинским редоследима, преферирању супстрата које носе и ћелијској и ткивној дистрибуцији.

ГЛУТ2 функције

ГЛУТ2 мобилизује глукозу кроз транспортни механизам у једном правцу (унипорт). Ову функцију обавља и ГЛУТ1, најобилнији транспортер глукозе у практично свим ћелијама сисара.

Међутим, за разлику од овога, он има изузетно низак афинитет према глукози, што значи да је способан да га транспортује само ако концентрације овог шећера достигну веома високе вредности у ванћелијској средини.

Иако има низак афинитет према глукози, он има висок транспортни капацитет, што значи да може да транспортује велике количине ове хексозе великом брзином. Чини се да су ове две карактеристике повезане са улогом овог транспортера у реаговању на суптилне промене концентрације глукозе.

Студије молекуларне карактеризације овог транспортера показале су да он нема јединствену специфичност за глукозу. Супротно томе, може посредовати у пасивном транспорту фруктозе, галактозе, манозе и глукозамина. Представљање ниског афинитета за прве три и високи афинитет за глукозамин.

Будући да су сви ови молекули шећери са шест атома угљеника, могу се сматрати транспортором хексозе, а не транспортором глукозе.

ГЛУТ2 структура

ГЛУТ2 има пептидну секвенцу 55% ​​идентичну оној у транспортеру високог афинитета за глукозу ГЛУТ1.

Међутим, упркос овом малом проценту сличности између секвенци оба транспортера, испитивања спроведена рендгенском кристалографијом показала су да они имају сличну структуру.

Ова структура одговара структури вишепропусног трансмембранског протеина у α-хелику. Односно, он више пута прелази мембрану кроз трансмембранске сегменте који имају α-хелик конфигурацију.

Као и код свих чланова главне супер породице фацилитатора (МСФ), којој он припада, 12 спиралних сегмената прелази мембрану. Шест њих се просторно преуређују тако да формирају хидрофилне поре кроз које се мобилишу шећери.

Треба напоменути да је место везања хексозе дефинисано оријентацијом и псеудопсиметријом представљеном карбоксилним и амино терминалним крајевима протеина. Оба изложена на истој страни мембране стварају шупљину у којој се препознаје распоред шест атома шећера, олакшавајући њихово спајање.

Промена структуре транспортера је повезана са механизмом којим се користи за транспорт шећера са једне стране мембране на другу. Ова структурална деформација омогућава мобилизацију места везивања према цитоплазматској страни, где се брзо ослобађа молекул који се превози.

ГЛУТ2 функције

Поред посредовања секвестрације глукозе, манозе, галактозе и глукозамина у ћелији, бројне физиолошке функције приписане су експресији овог транспортера у различитим ћелијским типовима.

Многе од ових функција су одређене техникама супресије гена. Потоњи се састоје од спречавања експресије гена чија ће се функција проучавати у ћелијама одређеног ткива или читавог организма.

У том смислу, блокирање експресије ГЛУТ2 код мишева открило је да овај протеин представља главно средство транспорта глукозе и у ћелијама бубрега и јетре. Поред тога, транспорт галактозе и фруктозе није повезан са стварањем глукозе из ових шећера путем глуконеогенезе.

Поред тога, показало се да он има регулаторну улогу у разним физиолошким функцијама, имајући у виду да низак афинитет глукозе омогућава да открива када су концентрације овог шећера високе.

Улога ГЛУТ2 у одржавању ћелијске хомеостазе

Будући да игра критичну улогу у стварању енергије од свих ћелија, посебно нервних ћелија, концентрација у крви мора се држати близу вредности од 5 ммол / л. Варијације у овој концентрацији увек се прате од стране регулаторних протеина кроз механизме „детекције глукозе“.

Ови механизми се састоје од молекуларних стратегија које омогућавају брзи одговор на нагле варијације концентрације глукозе. У том смислу, експресија ГЛУТ2 у мембрани ћелија чије се функције активирају хипергликемијом даје јој регулаторну улогу.

У ствари, показано је да излучивање инсулина ћелијама панкреаса покреће детекција глукозе помоћу ГЛУТ2.

Излучивање инзулина ћелијама панкреаса активирано је детекцијом глукозе помоћу ГЛУТ2. Аутор Јосхуа Ј Реед, са Викимедиа Цоммонс.

Уз то, посредује аутономну нервну контролу храњења, терморегулацију и функционисање ћелија панкреаса стимулисано детекцијом глукозе.

Када се нивои ГЛУТ2 у нервним ћелијама смање, они стварају позитиван сигнал да покрене лучење глукагона. Сјетимо се да је глукагон хормон који поспјешује производњу глукозе у јетри из залиха гликогена.

Референце

1. Бурцелин Р, Тхоренс Б. Доказ да сензори глукозе који зависе од штитњаче који зависе од ГЛУТ-а контролирају излучивање глукагона. Дијабетес. 2001; 50 (6): 1282-1289.
2. Келлетт ГЛ, Брот-Лароцхе Е, Маце ОЈ, Летуркуе А. Апсорпција шећера у цревима: улога ГЛУТ2. Анну Рев Нутр. 2008; 28: 35-54.
3. Лами ЦМ, Санно Х, Лабоуебе Г, Пицард А, Магнан Ц, Цхаттон ЈИ, Тхоренс Б. Неурони ГЛУТ2 активирани хипогликемијом неурона нуклеусног тракта потичу вагалну активност и лучење глукагона. Целл Метаб. 2014; 19 (3): 527-538.
4. Муецклер М, Тхоренс Б. Породица мембранских транспортера СЛЦ2 (ГЛУТ). Мол Аспецтс Мед. 2013; 34 (2-3): 121-38.
5. Таруссио Д, Метреф С, Сеиер П, Моуниен Л, Валлоис Д, Магнан Ц, Форетз М, Тхоренс Б. Сензор нервне глукозе регулише постнаталну β ћелијску пролиферацију и хомеостазу глукозе. Ј Цлин Инвест. 2014; 124 (1): 413-424.
6. Б. ГЛУТ2 у откривању глукозе и панкреаса (преглед). Мол Мембр Биол. 2001; 18 (4): 265-273.
7. Тхоренс Б, Муецклер М. Транспортери глукозе у 21. веку. Ам Ј Пхисиол Ендокринол Метаб. 2010; 298 (2): Е141-Е145.
8. Тхоренс Б. ГЛУТ2, сензор глукозе и хомеостаза глукозе. Дијабетологија. 2015; 58 (2): 221-232.