ГЛУТ: ФУНКЦИЈЕ, ГЛАВНИ ТРАНСПОРТЕРИ ГЛУКОЗЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

ГЛУТ су низ типа транспортери врата, у задужен обављања пасивног транспорта глукозе у цитосол широког спектра ћелија сисара.

Међутим, већина ГЛУТ-ова која су до сада идентификована нису специфична за глукозу. Супротно томе, способни су да преносе различите шећере као што су маноза, галактоза, фруктоза и глукозамин, као и друге врсте молекула као што су урати и манноситол.

Типична структура транспортера глукозе ГЛУТ. Аутор А2-33, из Викимедиа Цоммонс.

До данас је идентификовано најмање 14 ГЛУТ-а. Сви они имају заједничке структурне карактеристике и разликују се како у дистрибуцији ткива, тако и по врсти молекула које носе. Стога се чини да је свака врста прилагођена различитим физиолошким условима у којима испуњава одређену метаболичку улогу.

Мобилизација глукозе у ћелијама

Већина живих ћелија зависи од делимичне или потпуне оксидације глукозе ради добијања енергије потребне за обављање њихових виталних процеса.

Улазак овог молекула у цитосол ћелије, где се метаболизује, зависи од помоћи протеинских транспортера, пошто је довољно велик и поларан да би могао сам да пређе преко липидног слоја.

У еукариотским ћелијама идентификоване су две главне врсте превозника који су укључени у мобилизацију овог шећера: На + / транспортери глукозе (СГЛТ) и ГЛУТТ унипортери.

Први користе секундарни активни транспортни механизам, где Натра-транспортни мотор обезбеђује мотив за спровођење процеса. Док ови други изводе олакшани пасивни покрет, механизам који не захтева енергију и залаже се за градијент концентрације шећера.

Транспортни механизам који користе ГЛУТ транспортери хексозе. Аутор: Емма Диттмар - сопствени рад, ЦЦ БИ-СА 4.0, хттпс: //цоммонс.викимедиа.орг/в/индек.пхп? Цурид = 64036780

ГЛУТ транспортне траке

ГЛУТ транспортери, на акрониму на енглеском језику за "Глуцосе Транспортерс", су група транспортера са капијом одговорних за обављање пасивног транспорта глукозе из ванћелијског медија у цитосол.

Они припадају великој породици олакшаних дифузијских транспортера (МСФ), коју сачињава велики број транспортера одговорних за обављање трансмембранског транспорта широког спектра малих органских молекула.

Иако им се чини да њихово име говори да превозе само глукозу, ови превозници имају различите специфичности за различите моносахариде са шест атома угљеника. Дакле, више од транспортера глукозе то су превозници хексозе.

До данас је идентификовано најмање 14 ГЛУТ-а и чини се да је њихова локација ткиво специфично код сисара. Односно, свака изоформа се изражава у врло одређеним ткивима.

У сваком од ових ткива кинетичке карактеристике ових транспортера значајно се разликују. Чини се да ово последње указује да је сваки од њих дизајниран да одговори на различите метаболичке потребе.

Структура

14 идентификованих ГЛУТ-ова до данас има низ заједничких структурних карактеристика.

Сви су интегрални протеини мултипасираних мембрана, односно више пута укрштају липидни двослој кроз трансмембранске сегменте богате хидрофобним аминокиселинама.

Пептидна секвенца ових транспортера варира између 490-500 аминокиселинских остатака, а њихова тродимензионална хемијска структура слична је оној која је пријављена за све остале чланове главне породичне суперфамије (МСФ).

Ову структуру карактерише представљање 12 трансмембранских сегмената у α-хелик конфигурацији и високо гликозилирани ванћелијски домен који се, зависно од врсте ГЛУТ-а, може налазити у формираном трећем или петом петљу.

Поред тога, амино и карбоксилни терминини протеина су оријентисани према цитосолу и показују одређени степен псеудосиметрије. Начин на који су ови крајеви просторно распоређени ствара отворену шупљину која представља место везивања глукозе или било којег другог моносахарида који се транспортује.

У том смислу, формирање пора кроз који шећер пролази низводно од места везивања дефинисано је централним распоредом хеликса 3, 5, 7 и 11. Сви они имају велику густину поларни остаци који олакшавају стварање унутрашњег хидрофилног окружења пора.

Класификација

ГЛУТ-ови су класификовани у три велике класе на основу степена сличности пептидне секвенце, као и положаја гликозилираног домена.

ГЛУТ-ови који припадају класама И и ИИ ограничавају високо гликозилирани домен на прву ванћелијску петљу која се налази између прва два трансмембранска сегмента. Док је у класи ИИИ ограничена на девету петљу.

У свакој од ових класа проценти хомологије између пептидних секвенци варирају између 14 и 63% у мање конзервираним регионима и између 30 и 79% у високо очуваним регионима.

Класу И чине ГЛУТ1, ГЛУТ2, ГЛУТ3, ГЛУТ 4 и ГЛУТ14 превозници. Класа ИИ за ГЛУТ5, 7, 9 и 11. И класа ИИИ за ГЛУТ6, 8, 10 и 12 и 13.

Важно је напоменути да сваки од ових транспортера има различите локације, кинетичке карактеристике, специфичности и функције супстрата.

Главни транспортери и функције глукозе

ГЛУТ1

Изражава се углавном у еритроцитима, ћелијама мозга, плаценти и бубрезима. Иако је његова главна функција да обезбеди овим ћелијама нивое глукозе неопходне за подршку ћелијском дисању, она је одговорна за транспорт других угљених хидрата као што су галактоза, маноза и глукозамин.

ГЛУТ2

Иако је високо специфичан за глукозу, ГЛУТ2 има већи афинитет према глукозамину. Међутим, такође је способан да преноси фруктозу, галактозу и манозу до цитосола јетре, панкреаса и бубрега епитела танког црева.

ГЛУТ3

Иако има висок афинитет за глукозу, ГЛУТ3 такође веже и преноси галактозу, манозу, малтозу, ксилозу и дехидроаскорбинску киселину са нижим афинитетом.

Изражава се углавном у ембрионалним ћелијама, тако да одржава континуирани транспорт ових шећера из плаценте до свих ћелија плода. Уз то, откривен је у ћелијама мишића и тестиса.

ГЛУТ4

Има висок афинитет према глукози и изражава се само у ткивима осетљивим на инзулин. Због тога је повезан са транспортом глукозе стимулисаним овим хормоном.

ГЛУТ8

Превози и глукозу и фруктозу у унутрашњост ћелија јетре, живаца, срца, црева и масних ћелија.

ГЛУТ9

Поред преношења глукозе и фруктозе, има висок афинитет према уратима, због чега посредује њихову апсорпцију у ћелијама бубрега. Међутим, нађено је да се експримира и у леукоцитима и ћелијама танког црева.

ГЛУТ12

У скелетним мишићима, овај транспортер је транслоциран на плазма мембрану као одговор на инсулин, делујејући тако у механизмима одговора на овај хормон. Његова експресија је такође одређена у ћелијама простате, плаценте, бубрега, мозга и млечних жлезда.

ГЛУТ13

Обавља специфични везани транспорт миоинозитола и водоника. С тим доприноси снижавању пХ цереброспиналне течности на вредности блиске 5,0 од нервних ћелија које чине мозак, хипоталамус, хипокампус и мождано стабло.

Референце

1. Аугустин Р. критички осврт. Породица протеина који олакшавају транспорт глукозе: На крају се не ради само о глукози. ИУБМБ Лифе. 2010; 62 (5): 315-33.
2. Белл ГИ, Каиано Т, Бусе ЈБ, Бурант ЦФ, Такеда Ј, Лин Д, Фукумото Х, Сеино С. Молекуларна биологија транспортера глукозе сисара. Њега дијабетеса. 1990; 13 (3): 198-208.
3. Цастрејон В, Царбо Р, Мартинез М. Молекуларни механизми који су укључени у транспорт глукозе. РЕБ. 2007; 26 (2): 49-57.
4. Јоост ХГ, Тхоренс Б. Проширена породица ГЛУТ-а за олакшавање транспорта шећера / полиола: номенклатура, карактеристике секвенци и потенцијална функција нових чланова (преглед). Мол Мембр Биол. 2001; 18 (4): 247-56.
5. Киннамон СЦ, Фингер ТЕ. Укус за АТП: неуротрансмисија у укусним пупољцима. Неуросци предње ћелије. 2013; 7: 264.
6. Сцхееперс А, Сцхмидт С, Манолесцу А, Цхеесеман ЦИ, Белл А, Захн Ц, Јоост ХГ, Сцхурманн А. Карактеризација људског гена СЛЦ2А11 (ГЛУТ11): алтернативна употреба промотора, функција, експресија и подћелијска дистрибуција три изоформе и недостатак ортолога миша. Мол Мембр Биол. 2005; 22 (4): 339-51.
7. Сцхурманн А. Увид у „чудне“ транспортере хексоте ГЛУТ3, ГЛУТ5 и ГЛУТ7. Ам Ј Пхисиол Ендокринол Метаб. 2008; 295 (2): Е225-6.
8. Тхоренс Б, Муецклер М. Транспортери глукозе у 21. веку. Ам Ј Пхисиол Ендокринол Метаб. 2010; 298 (2): Е141-145.
9. Ианг Х, Ванг Д, Енгелстад К, Багаи Л, Веи И, Ротстеин М, Аггарвал В, Леви Б, Ма Л, Цхунг ВК, Де Виво ДЦ. Синдром недостатка Глут1 и испитивање уноса глукозе у еритроциту. Анн Неурол. 2011; 70 (6): 996-1005.