Charakteristiky GLUT1, štruktúra, funkcie

Glut1 Je to transmembraálny proteín zodpovedný za uľahčenie pasívneho transportu glukózy cez plazmatickú membránu z extracelulárneho priestoru vo vnútri bunky.

Okrem glukózy sa tiež ukázalo, že môže tiež mobilizovať ďalšie cukry so šiestimi atómami uhlíka, ako je galaktóza, glukozamín a hnoj. Na druhej strane umožňuje zberu a transportu vitamínu C robiť interiér buniek, ktorý ho nedokáže vyrobiť.

GLUT1 glukóza transportéra kryštálová štruktúra. A2-33 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)], z Wikimedia Commons.

Pretože všetky molekuly, ktoré sú transportované pomocou GLUT1, sú zapojené do trasov na výrobu energie bunkou, expresia tohto dopravníka hrá veľmi dôležitú metabolickú úlohu.

V skutočnosti mutácie, ktoré sa menia alebo zrušujú.

[TOC]

Transport glukózy v bunkách a transportéry GLUT1

Glukóza je zdrojom uhlíka a energie, ktorú uprednostňuje väčšina buniek, ktoré tvoria strom života. Pretože nie je dostatočne malý a hydrofóbny na to, aby prešiel cez bunkové membrány samotný, jeho transport do bunkového interiéru vyžaduje pomoc dopravných proteínov.

Špecifické transportéry pre tento cukor navrhli dva transportné mechanizmy. Jeden z nich reaguje na pasívny dopravný systém (poskytnuté šírenie) a druhý na aktívny transport.

Prvý nevyžaduje vykonávanie energie a vyskytuje sa prostredníctvom koncentračného gradientu, to znamená miesto s vysokou koncentráciou glukózy smerom k tomu, kde je koncentrácia nižšia.

Aktívny transport glukózy vykonávajú transportéri, ktorí získavajú energiu transportu sodných iónov.

Naopak, uľahčené (pasívne) šírenie glukózy vykonáva rodina transportérov brány nazývaných GLUT (skratkou v angličtine “Glukózové transportéry “), rodina, do ktorej patrí GLUT1. Tieto zjednocujú glukózu v zahraničí a prepravujú ju do cytosolu. Najmenej 5 z nich bolo identifikovaných a ich distribúcia sa zdá byť odlišná v rôznych tkanivách cicavcov.

Môže vám slúžiť: fosfolipázy: štruktúra, funkcie, typy

Charakteristiky GLUT1

Transportný mechanizmus používaný glukózovým transportérom GLUT1. Autor: Emma Dittmar - vlastné dielo, CC od -SA 4.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/index.Php?Curid = 64036780

GLUT1 je nenapraviteľný transportér glukózy, ktorý je schopný transportovať glukózu v jednom smere, z vonkajšej strany bunky do cytosolu.

Patrí do difúznej transportérovej superfamílie (MSF), ktorá je široko distribuovaná v mnohých rôznych organizmoch. Zúčastňuje sa tiež na transmembránovom transporte veľkého počtu malých organických molekúl.

Jeho peptidová sekvencia 492 aminokyselín je vysoko zachovaná v rôznych organizmoch, v ktorých bola identifikovaná, čo nie je ťažké uveriť, pretože použitie glukózy na získanie energie predstavuje centrum metabolického stromu života.

Štruktúra GLUT 1

GLUT1 je integrálny multišo membránový proteín pozostávajúci zo 492 aminokyselinových odpadov. Tento typ komplexného membránového proteínu sa vyznačuje prekročením lipidovej dvojvrstvy viackrát.

Trojrozmerná chemická štruktúra proteínov je všeobecne určená pomocou kryštalografie X -BAY. Posledne menovaná je technika, ktorú biochemici bežne používajú na prestavbu štrukturálneho modelu pomocou čistých proteínových kryštálov, ktoré chcete študovať.

U vysoko konzervovaných proteínov ako GLUT1 môže byť stanovenie štruktúry proteínu s jedným organizmom dostatočné. Z tohto dôvodu vedci doteraz určili štruktúru kryštálov GLUT1 mutantu E3229.

Rovnako ako vo všetkých ostatných členoch hlavných sprostredkovateľov nadrodiny (MSF), štruktúra GLUT1 predstavuje 12 transmembranálnych vrtúľ.

Môže vám slúžiť: mesozóm

Okrem toho sú v GLUT1 E3229 amino a karboxylové konce peptidu pseudo-symetrické a sú orientované na cytosol. Usporiadanie týchto extrémov generuje vrecko alebo dutinu, ktorá je otvorená vo vnútri interiéru buniek a ktorá predstavuje križovatku pre glukózu.

Zmena v štruktúre GLUT1 určuje transport glukózy do bunky

Pretože glukóza sa zvyčajne transportuje z vonkajšej strany do bunkového interiéru, objav, že miesto únie tohto cukru je orientované na cytosol, vytvára určité zmätok.

Tento zámenu však zistí riešenie vo výsledkoch vyvolaných biochemickými výskuhami, ktoré naznačujú, že dochádza k zmene formy proteínu, čo umožňuje odhaliť miesto glukózového únie najskôr na jednej strane membrány a potom v druhej.

 To neznamená, že proteín sa otáča cez membránu, ale že útvar cukru zavádza zmenu, takže ako brána odhaľuje glukózu vo vnútri.

GLUT 1 Funkcie

Pretože GLUT1 je konštitutívny expresný transportér, to znamená, že je vždy exprimovaný vo väčšine cicavčích buniek, funkcie, ktoré vykonáva, sú pre tieto bunky nevyhnutné. V skutočnosti je vyjadrená takmer vo všetkých tkanivách plodu presne preto, že počas vývojových fáz je potrebná vysoká energia na zaručenie rastu.

Jeho expresia sa však po narodení zníži v niektorých tkanivách, ako je pečeň, kde sa teraz zvyšuje expresia iných izoforiem, ako je GLUT4.

V prípade erytrocytov má zásadný význam, pretože posledne menovaný závisí výlučne od glukózy, aby získal energiu, pretože im chýba mitochondrie. Stále je však zodpovedný za zhromažďovanie glukózy na udržanie dýchania v ostatných typoch buniek.

Môže vám slúžiť: mitotické vreteno

Pretože GLUT1 dosahuje vysokú koncentráciu vo vaskulárnych endotelových bunkách mnohých orgánov a tkanív, jednou z jeho funkcií je priniesť glukózu z krvi.

Transport iných hexosov, ako je človek, galaktóza a glukozamín pomocou GLUT1, nepochybuje o jeho priamom vzťahu s energetickým metabolizmom, pretože z všetkých týchto hexozóznych ATP je možné generovať.

Okrem toho zber a transport vitamínu C vo vnútri buniek, ktorý ho neschopný syntetizovať, bol tiež jednou z funkcií uvedených pre tento všadeprítomný prijímač.

Odkazy

1. Chen Ly, Phelix CF. Extracelulárne hradenie transportu glukózy cez Gluth 1. Biochem Biophys Res Commun. 2019; 511 (3): 573-578.
2. Cunningham P, Naftalin RJ. Mplikácie aberantného transportu glukózy citlivého na teplotu prostredníctvom deväťdesiatych mutantov transportéra glukózy. J memb biol. 2013; 246 (6): 495-511.
3. Deng D, Xu C, Sun P, Wu J, Yan C, Hu M, Yan N. Kryštalická štruktúra ľudského transportéra glukózy GLUT1. Povaha. 2014; 510 (7503): 121-125.
4. Deng D, Yan N. Kryštalizácia a štrukturálne stanovenie ľudských transportérov glukózy GLUT1 a GLUT3. Metódy Mol Biol. 2018; 1713: 15-29.
5. Fu. Mechanistická štúdia transportu ľudskej glukózy sprostredkovaná GLUT1. J chem inf model. 2016; 56 (3): 517-526.
6. Mueckler M, makepeace C. Analýza transmembránového segmentu 8 transportéra glukózy GLUT1 cysteínom-skenujúcou mutagegenézou a substituovaným cysteínovým prístupom. J Biol Chem. 2004; 279 (11): 10494-10499.
7. Philip L. Kapitola 13-membránová doprava. Membrány buniek (tretie vydanie). 2016, str. 335-378.
8. Simmons R. Transport glukózy a manipulácia s glukózou počas vývoja plodu a novorodenca. Fetálna a novorodenecká fyziológia (piate vydanie). 2017; 1 pp 428-435.