GLUT4 Jest to białko transportera glukozy o 509 aminokwasach, które ma wysokie powinowactwo do tego cukru. Należy do wielkiej głównej nadrodziny pomocników (MSF) charakteryzującej się 12 transbłonowymi helisami alfa. Jak wszyscy członkowie tej rodziny, pośredniczy w ułatwionym transporcie glukozy na korzyść jej gradientu stężeń..
Jego lokalizacja jest ograniczona do komórek wrażliwych na stymulację insuliną, takich jak adipocyty i miocyty. W tym sensie GLUT4 odgrywa rolę w pierwotnym mechanizmie wchłaniania glukozy w warunkach hiperglikemii we krwi..
Około 95% GLUT4 syntetyzowanego przez komórkę pozostaje w cytozolu w pęcherzykach. Pęcherzyki te łączą się z błoną plazmatyczną, odsłaniając znajdujący się w niej receptor w odpowiedzi na aktywację egzocytozy zależnej od insuliny..
Ćwiczenia mięśni szkieletowych mogą również sprzyjać przemieszczaniu się tego transportera w błonie komórkowej, biorąc pod uwagę wysokie zapotrzebowanie na energię, jakie te komórki mają w tych warunkach. Jednak sygnały stymulujące jego syntezę podczas długotrwałej aktywności fizycznej są nadal nieznane..
Indeks artykułów
Podobnie jak konstytutywny transporter ekspresji GLUT1, GLUT4 ma duże powinowactwo do glukozy, co przekłada się na zdolność wiązania glukozy nawet wtedy, gdy stężenie tego cukru we krwi osiąga bardzo niskie wartości.
W przeciwieństwie do izoform odpowiedzialnych za transport glukozy w warunkach podstawowych (GLUT1 i GLUT3), ten transporter nie ulega ekspresji w błonie komórkowej zarodka..
Wręcz przeciwnie, ulega ona ekspresji tylko w komórkach tkanek dorosłych, głównie w tkankach obwodowych bogatych w duże stężenia brązowego tłuszczu, takich jak serce, mięśnie szkieletowe i tkanka tłuszczowa. Jednak wykryto go również w komórkach przysadki mózgowej i podwzgórza.
W tym sensie należy podkreślić, że jego dystrybucja ograniczona do komórek wrażliwych na zmiany stężenia insuliny jest związana z faktem, że wykazuje regulowaną ekspresję przez ten hormon. Inne badania wykazały, że skurcz mięśni może również wywierać regulacyjny wpływ na ekspresję tego transportera..
Z drugiej strony, badania lokalizacji subkomórkowej wykazały, że GLUT2 ma podwójną lokalizację między cytozolem a błoną. W przedziale cytozolowym, w którym znajduje się najwyższy odsetek, znajduje się w różnych przedziałach: w sieci trans-Golgiego, wczesnym endosomie, pęcherzykach pokrytych lub nie pokrytych klatriną i cewkowo-pęcherzykowych strukturach cytoplazmatycznych.
Podobnie jak wszyscy członkowie rodziny transporterów glukozy biorących udział w ułatwionym biernym transporcie tej heksozy (GLUT), GLUT4 jest wielopasowym białkiem transbłonowym α-helisy.
12 segmentów transbłonowych w konfiguracji α-helisy przecina błony plazmatyczne i przedziały subkomórkowe (pęcherzyki) komórek, w których ulega ekspresji GLUT 4.
Helisy 3, 5, 7 i 11 są rozmieszczone przestrzennie, powodując powstanie hydrofilowego kanału, przez który przechodzi przejście monosacharydu z przestrzeni zewnątrzkomórkowej do cytozolu na korzyść gradientu stężeń..
Końce aminowe i karboksylowe białka są zorientowane w kierunku cytoplazmy, w konfiguracji konformacyjnej, która powoduje tworzenie dużej centralnej pętli.
Obszar ograniczony przez oba końce reprezentuje funkcjonalnie ważny region białka, ponieważ jest zaangażowany zarówno w pobieranie i wiązanie glukozy, jak i w odpowiedź na sygnalizację insuliny. Oprócz kierowania z cytozolowych przedziałów pęcherzykowych do błony komórkowej, będzie pełnić swoją funkcję transportera.
Podobnie jak wszyscy członkowie rodziny transporterów glukozy biorących udział w ułatwionym biernym transporcie tej heksozy (GLUT), GLUT4 jest wielopasowym białkiem transbłonowym w α-helisie.
Odkształcenie struktury wywołane związaniem cukru mobilizuje miejsce wiązania z zewnętrznej matrycy błony do cytozolu, gdzie jest uwalniany. Gdy to nastąpi, transporter ponownie uzyskuje swoją początkową konformację, wystawiając w ten sposób miejsce na glukozę na zewnętrznej powierzchni błony..
Białko transportera glukozy typu GLUT4 jest odpowiedzialne za przeprowadzanie mobilizacji glukozy z pożywki zewnątrzkomórkowej do cytozolu, w odpowiedzi na bodziec generowany przez wzmożone wydzielanie insuliny w komórkach tkanek wrażliwych na ten hormon, takich jak integrują mięśnie szkieletowe i tkankę tłuszczową.
Aby lepiej to zrozumieć, należy pamiętać, że insulina jest hormonem uwalnianym przez komórki β trzustki w odpowiedzi na wysokie stężenie glukozy we krwi, uruchamiając fizjologiczne mechanizmy sprzyjające jej wchłanianiu przez komórki oraz syntezę. glikogenu..
Biorąc pod uwagę wrażliwość GLUT4 na ten hormon, działa jako protagonista pierwotnego mechanizmu regulacyjnego wchłaniania glukozy. Odgrywa kluczową rolę w szybkiej mobilizacji glukozy z krwi, gdy stężenia monosacharydów osiągają bardzo wysokie wartości. Ta ostatnia jest niezbędna do utrzymania homeostazy komórkowej.
Ta szybka absorpcja glukozy jest możliwa dzięki wysokiemu powinowactwu tego transportera do tego cukru. Innymi słowy, jest w stanie wykryć go nawet przy niskich stężeniach, szybko go związać lub wychwycić..
Z drugiej strony zdolność do wykrywania glukozy w niskich stężeniach wyjaśnia znaczenie ekspresji GLUT4 w błonach mięśni szkieletowych podczas ćwiczeń, aktywności, która wymaga dużego zapotrzebowania na energię..
Przy braku stymulacji insuliną około 95% GLUT4 jest rekrutowanych do cytoplazmy w pęcherzykach z sieci trans Golgiego..
Gdy stężenie glukozy znacznie przekracza wartość fizjologiczną, wyzwalana jest kaskada sygnalizacyjna, która prowadzi do uwolnienia insuliny z trzustki.
Uwolniona insulina jest teraz w stanie wiązać się z receptorem insuliny obecnym na błonie miocytów i adipocytów, wysyłając niezbędne sygnały do aktywacji egzocytozy. To ostatnie powoduje fuzję pęcherzyków niosących GLUT4 z błoną plazmatyczną..
Ta fuzja przejściowo zwiększa stężenie transportera w błonie tych komórek. Oznacza to, że gdy poziom glukozy we krwi spadnie do wartości wyjściowej, bodziec znika, a transporter jest zawracany poprzez aktywację endocytozy..
Jeszcze bez komentarzy