GLUT1 jest białkiem transbłonowym odpowiedzialnym za ułatwienie biernego transportu glukozy przez błonę komórkową z przestrzeni zewnątrzkomórkowej do wnętrza komórki.
Oprócz glukozy wykazano, że może również mobilizować inne sześciowęglowe cukry, takie jak galaktoza, glukozamina i mannoza. Z kolei umożliwia pobieranie i transport witaminy C do wnętrza komórek niezdolnych do jej produkcji..
Ponieważ wszystkie cząsteczki transportowane przez GLUT1 biorą udział w szlakach wytwarzania energii w komórce, ekspresja tego transportera odgrywa bardzo ważną rolę metaboliczną..
W rzeczywistości mutacje, które zmieniają lub znoszą ekspresję funkcjonalnego GLUT1, powodują pojawienie się wielu chorób związanych z powolnym rozwojem neurologicznym i ograniczonym wzrostem mózgu.
Indeks artykułów
Glukoza jest preferowanym źródłem węgla i energii dla większości komórek tworzących drzewo życia. Ponieważ nie jest wystarczająco mały i hydrofobowy, aby samodzielnie przekraczać błony komórkowe, jego transport do komórki wymaga pomocy białek transportujących..
Zaproponowano dwa specyficzne mechanizmy transportu za pośrednictwem transporterów dla tego cukru. Jeden z nich odpowiada na pasywny system transportowy (ułatwiona dyfuzja), a drugi na aktywny system transportowy..
Pierwsza nie wymaga energii i przebiega poprzez gradient stężeń, czyli z miejsca o wysokim stężeniu glukozy do miejsca o niższym stężeniu..
Aktywny transport glukozy odbywa się za pomocą transporterów, które pozyskują energię z współtransportu jonów sodu.
W przeciwieństwie do tego, ułatwiona (pasywna) dyfuzja glukozy jest prowadzona przez rodzinę transporterów bramkowych zwanych GLUT (od angielskiego akronimu „Transportery glukozy ”), rodzina, do której należy GLUT1. Te wiążą glukozę na zewnątrz komórki i transportują ją do cytozolu. Co najmniej 5 z nich zostało zidentyfikowanych i wydaje się, że ich rozmieszczenie jest różne w różnych tkankach ssaków..
GLUT1 to uniporterowy transporter glukozy, czyli zdolny do transportu glukozy tylko w jednym kierunku, z zewnątrz komórki do cytozolu.
Należy do nadrodziny transporterów ułatwionej dyfuzji (MSF), która jest szeroko rozpowszechniona w wielu różnych organizmach. Bierze również udział w transporcie przezbłonowym dużej liczby małych cząsteczek organicznych..
Jego sekwencja peptydowa składająca się z 492 aminokwasów jest silnie konserwowana w różnych organizmach, w których została zidentyfikowana, co nietrudno uwierzyć, biorąc pod uwagę, że wykorzystanie glukozy do pozyskiwania energii stanowi centrum metabolicznego drzewa życia..
GLUT1 jest integralnym wielotorowym białkiem błonowym zbudowanym z 492 reszt aminokwasowych. Ten typ integralnych białek błonowych charakteryzuje się wielokrotnym przekraczaniem dwuwarstwy lipidowej.
Trójwymiarową strukturę chemiczną białek określa się na ogół za pomocą krystalografii rentgenowskiej, która jest techniką szeroko stosowaną przez biochemików do rekonstrukcji modelu strukturalnego przy użyciu czystych kryształów badanego białka..
W przypadku wysoce konserwatywnych białek, takich jak GLUT1, wystarczające może być określenie struktury białkowej pojedynczego organizmu. Z tego powodu naukowcy do tej pory określili strukturę krystaliczną GLUT1 zmutowanego E3229..
Jak u wszystkich innych członków głównej nadrodziny pośredniczącej (MSF), struktura GLUT1 jest reprezentowana przez 12 transbłonowych helis..
Dodatkowo, w GLUT1 E3229, aminowe i karboksylowe końce peptydu są pseudosymetryczne i są zorientowane w kierunku cytozolu. Układ tych końców tworzy kieszeń lub wnękę, która jest otwarta wewnątrz komórki i stanowi miejsce wiązania glukozy..
Ponieważ glukoza jest na ogół transportowana z zewnątrz do wnętrza komórki, odkrycie, że miejsce wiązania tego cukru jest zorientowane w kierunku cytozolu, powoduje pewne zamieszanie..
Jednak to zamieszanie znajduje rozwiązanie w wynikach badań biochemicznych, które sugerują, że zachodzi zmiana w kształcie białka, umożliwiająca odsłonięcie miejsca wiązania glukozy najpierw po jednej stronie błony, a następnie po drugiej..
Nie oznacza to, że białko obraca się przez błonę, ale że wiązanie cukru wprowadza zmianę w sposób, który niczym brama wystawia glukozę do wnętrza.
Ponieważ GLUT1 jest konstytutywnym transporterem ekspresji, to znaczy jest zawsze wyrażany w większości komórek ssaków, funkcje, które spełnia, są dla tych komórek kluczowe. W rzeczywistości jest on wyrażany w prawie wszystkich tkankach płodu właśnie dlatego, że podczas faz rozwoju potrzebne są duże ilości energii, aby zapewnić wzrost..
Jednak jego ekspresja spada po urodzeniu w niektórych tkankach, takich jak wątroba, gdzie ekspresja innych izoform, takich jak GLUT4, jest teraz zwiększona..
Dla erytrocytów ma to fundamentalne znaczenie, ponieważ te ostatnie zależą wyłącznie od glukozy jako energii, ponieważ brakuje im mitochondriów. Jednak nadal jest ona odpowiedzialna za wychwyt glukozy w celu podtrzymania oddychania w pozostałych typach komórek.
Ponieważ GLUT1 osiąga wysokie stężenie w komórkach śródbłonka naczyniowego wielu narządów i tkanek, jedną z jego funkcji jest przenoszenie glukozy z krwi.
Transport innych heksoz, takich jak mannoza, galaktoza i glukozamina, przez GLUT1 nie kwestionuje jego bezpośredniego związku z metabolizmem energii, ponieważ ATP może być generowany z wszystkich tych heksoz.
Ponadto wchłanianie i transport witaminy C do komórek niezdolnych do jej syntezy jest również jedną z funkcji opisywanych dla tego wszechobecnego receptora..
Jeszcze bez komentarzy