GLUT2 Jest to transporter glukozy o niskim powinowactwie, który ulega ekspresji w błonach komórek trzustki, wątroby, nerek i jelit, a także w astrocytach i tanicytach. Oprócz pośredniczenia w transporcie glukozy bierze również udział w transporcie fruktozy, galaktozy i glukozaminy; więc więcej niż transporter glukozy jest to transporter heksozowy.
Jego niskie powinowactwo do glukozy pozwala mu działać jako białko wyczuwające poziom glukozy we krwi. Dlatego bierze udział w regulacyjnej kontroli wielu zdarzeń fizjologicznych, które odpowiadają na wahania stężenia glukozy we krwi..
Wśród wielu procesów, które reguluje, wyróżnia się: 1) uwalnianie insuliny przez komórki trzustki stymulowane wysokimi stężeniami glukozy; 2) wydzielanie glukagonu przez hepatocyty do produkcji glukozy w hipoglikemii.
Indeks artykułów
Około 75% glukozy, która dostaje się do komórki w celu napędzania szlaków metabolicznych do produkcji energii, odbywa się to poprzez bierny mechanizm transportowy wspomagany przez integralne białka błonowe zwane transporterami..
Ten mechanizm transportu jest powszechnie znany jako ułatwiona dyfuzja. Nie wymaga wkładu energii i jest podawana na korzyść gradientu stężeń. Oznacza to, że od obszaru o wysokiej koncentracji do obszaru o niskim stężeniu.
Do chwili obecnej zidentyfikowano co najmniej 14 izoform transporterów dyfuzyjnych wspomaganych glukozą, w tym GLUT2. Wszyscy z nich należą do głównej nadrodziny moderatorów (MSF) i, w drodze konsensusu, nazywani są GLUTs (od angielskiego akronimu „Glucose Transporters”).
Różne do tej pory scharakteryzowane GLUT są kodowane przez geny SLC2A i wykazują wyraźne różnice w sekwencji aminokwasów, preferencji do transportu substratów oraz dystrybucji w komórkach i tkankach..
GLUT2 mobilizuje glukozę poprzez mechanizm transportu w jednym kierunku (uniport). Tę funkcję pełni również GLUT1, najbardziej rozpowszechniony transporter glukozy w praktycznie wszystkich komórkach ssaków..
Jednak w przeciwieństwie do tego ma wyjątkowo niskie powinowactwo do glukozy, co oznacza, że jest w stanie ją transportować tylko wtedy, gdy stężenia tego cukru mają tendencję do osiągania bardzo wysokich wartości w środowisku zewnątrzkomórkowym..
Pomimo niskiego powinowactwa do glukozy ma wysoką zdolność transportową, co oznacza, że może transportować duże ilości tej heksozy z dużą prędkością. Wydaje się, że te dwie cechy są związane z rolą tego transportera w reagowaniu na subtelne zmiany stężenia glukozy..
Badania charakterystyki molekularnej tego transportera wykazały, że nie ma on wyjątkowej specyficzności w stosunku do glukozy. Wręcz przeciwnie, jest w stanie pośredniczyć w biernym transporcie fruktozy, galaktozy, mannozy i glukozaminy. Wykazuje niskie powinowactwo do pierwszych trzech i wysokie powinowactwo do glukozaminy.
Ponieważ wszystkie te cząsteczki są cukrami z sześcioma atomami węgla, można je traktować raczej jako transporter heksoz niż transporter glukozy..
GLUT2 ma sekwencję peptydową w 55% identyczną z sekwencją transportera o wysokim powinowactwie do glukozy GLUT1.
Jednak pomimo tak niskiego odsetka podobieństwa między sekwencjami obu transporterów, badania przeprowadzone przez krystalografię rentgenowską wykazały, że mają one podobną strukturę..
Ta struktura odpowiada strukturze wielopasmowego białka transbłonowego α-helisy. Oznacza to, że przechodzi przez błonę wielokrotnie przez segmenty transbłonowe, które mają konfigurację α-helisy..
Jak u wszystkich członków głównej super rodziny pośredników (MSF), do której należy, przez membranę przechodzi 12 spiralnych segmentów. Sześć z nich przestawia się przestrzennie, tworząc hydrofilowe pory, przez które mobilizowane są cukry..
Należy zauważyć, że miejsce wiązania heksozy jest określone przez orientację i pseudopsymetrię prezentowaną przez karboksylowe i aminowe końce białka. Oba wystawione na tę samą stronę membrany tworzą wnękę, w której rozpoznawany jest układ sześciu atomów cukru, co ułatwia ich połączenie..
Zmiana struktury transportera związana jest z mechanizmem używanym przez niego do transportu cukrów z jednej strony membrany na drugą. Ta deformacja strukturalna umożliwia mobilizację miejsca wiązania w kierunku strony cytoplazmatycznej, gdzie następuje szybkie uwolnienie transportowanej cząsteczki..
Oprócz pośredniczenia w sekwestracji glukozy, mannozy, galaktozy i glukozaminy w komórce, ekspresji tego transportera w różnych typach komórek przypisuje się liczne funkcje fizjologiczne..
Wiele z tych funkcji określono za pomocą technik supresji genów. Te ostatnie polegają na zapobieganiu ekspresji genu, którego funkcja ma być badana w komórkach określonej tkanki lub całego organizmu..
W tym sensie blokowanie ekspresji GLUT2 u myszy ujawniło, że białko to stanowi główny środek transportu glukozy zarówno w komórkach nerek, jak i wątroby. Ponadto transport galaktozy i fruktozy nie jest związany z wytwarzaniem glukozy z tych cukrów poprzez glukoneogenezę..
Dodatkowo wykazano, że pełni on rolę regulacyjną w różnych funkcjach fizjologicznych, gdyż jego niskie powinowactwo do glukozy pozwala wykryć, kiedy stężenie tego cukru jest wysokie..
Ponieważ pełni kluczową funkcję w wytwarzaniu energii przez wszystkie komórki, zwłaszcza komórki nerwowe, jego stężenie we krwi musi być utrzymywane na poziomie bliskim 5 mmol / l. Zmiany tego stężenia są zawsze monitorowane przez białka regulatorowe poprzez mechanizmy „wykrywania glukozy”..
Mechanizmy te składają się ze strategii molekularnych, które umożliwiają szybką odpowiedź na nagłe zmiany stężenia glukozy. W tym sensie ekspresja GLUT2 w błonie komórek, których funkcje są aktywowane przez hiperglikemię, nadaje jej rolę regulacyjną..
W rzeczywistości wykazano, że wydzielanie insuliny przez komórki trzustki jest wyzwalane przez wykrywanie glukozy przez GLUT2..
Dodatkowo pośredniczy w autonomicznej nerwowej kontroli odżywiania, termoregulacji i funkcjonowaniu komórek trzustki stymulowanych przez wykrywanie glukozy..
Kiedy poziom GLUT2 spada w komórkach nerwowych, generują one pozytywny sygnał wyzwalający wydzielanie glukagonu. Pamiętając, że glukagon jest hormonem, który wspomaga wytwarzanie glukozy przez wątrobę z zapasów glikogenu.
Jeszcze bez komentarzy