Charakteristiky GLUT4, štruktúra, funkcie

Glut4 Je to proteín transportu glukózy 509 aminokyselín, ktorý predstavuje vysokú afinitu k tomuto cukru. Patrí do hlavnej hlavnej nadrodiny facilitátorov (MSF) charakterizovaného prezentáciou 12 transmembranálnych helikov Alfa. Rovnako ako všetci členovia tejto rodiny, aj médiá uľahčené transport glukózy v prospech jej koncentračného gradientu.

Jeho umiestnenie je obmedzené na bunky citlivé na bunky inzulínom, ako sú adipocyty a myocyty. V tomto zmysle hviezdy GLUT4 v primárnom absorpčnom mechanizme glukózy za podmienok hyperglykémie v krvi.

GLUT4 je jediný inzulín regulovaný transportér glukózy. Autor: Meiquer [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)], z Wikimedia Commons.

Približne 95% GLUT4 syntetizovaných bunkou zostáva rezidentmi v cytosóle vo vnútri vezikúl. Tieto vezikuly sa spájajú s plazmatickou membránou vystavujúcou prijímač v reakcii na aktiváciu inzulínu sprostredkovanej exocytózy.

Cvičenie kostrového svalu je tiež schopné podporovať premiestnenie tohto transportéra v bunkovej membráne, vzhľadom na vysokú energiu, ktorú tieto bunky majú za týchto podmienok. Príznaky, ktoré stimulujú ich syntézu, však počas predĺženej fyzickej aktivity stále nie sú známe.

[TOC]

Charakteristika

Rovnako ako konštitutívny expresný dopravník GLUT1, aj GLUT4 predstavuje vysokú afinitu k glukóze, ktorá sa premieta do schopnosti spojiť glukózu, aj keď koncentrácia tohto cukru v krvi dosahuje veľmi nízke hodnoty.

Na rozdiel od izoforiem zodpovedných za transport glukózy v bazálnych podmienkach (GLUT1 a GLUT3) Tento transportér nie je exprimovaný v embryonálnej bunkovej membráne.

Naopak, exprimuje sa iba v dospelých tkanivových bunkách, hlavne v periférnych tkanivách bohatých na vysoké koncentrácie hnedého tuku, ako je srdce, kostrové svaly a tukové tkanivo. Bol však detegovaný aj v bunkách hypofýzy a hypotalamu.

Môže vám slúžiť: valcový epitel: Charakteristiky, typy, funkcie

V tomto zmysle je dôležité zdôrazniť, že jej distribúcia sa obmedzuje na bunky citlivé na variácie v koncentráciách inzulínu, súvisí so skutočnosťou prezentovania expresie regulovanej týmto hormónom. Ďalšie výskumy ukázali, že kontrakcia svalov je tiež schopná vyvíjať regulačný účinok na expresiu tohto transportéra.

Na druhej strane štúdie subcelulárnej polohy ukázali, že GLUT2 má duálne umiestnenie medzi cytosolom a membránou. V cytosolickom kompartmente, kde sa nachádza najvyššie percento, sa nachádza v rôznych kompartmentoch: v sieti trans-Golgi, včasný endozóm, vezikuly pokryté alebo nie klatrínom a tubulo-vvesikulárnymi cytoplazmatickými štruktúrami.

Štruktúra

Rovnako ako všetci členovia transportérov glukózy zapojených do pasívneho transportu uľahčeného s touto hexózou (GLUTS), GLUT4 je multipasálny transmembraálny proteín v a-helixe.

12 Transmembranálne segmenty v konfigurácii a-helixu prechádzajú plazmou a subcelulárnymi kompartmentmi (vezikúl) buniek, kde je exprimovaný GLUT 4.

Hellices 3, 5, 7 a 11 sú distribuované priestorovo, aby vznikli tvorbu hydrofilného kanála, prostredníctvom ktorého sa vyskytuje tranzit monosacharidu z extracelulárneho priestoru po cytosol v prospech koncentračného gradientu.

Amino a terminálne karboxylové konce proteínu sú orientované na cytoplazmu v konformačnej konfigurácii, ktorá vedie k tvorbe veľkej centrálnej rukoväte.

Oblasť vymedzená oboma koncami predstavuje funkčne dôležitú oblasť proteínu, pretože je zapojená do zberu a spojenia glukózy a do reakcie na inzulínové značenie. Okrem svojho smeru z cytosolických vezikulárnych kompartmentov po plazmatickú membránu, kde bude pôsobiť ako dopravník.

Ako sa stáva transport glukózy cez GLUT4?

Rovnako ako všetci členovia rodiny glukózových transportérov zapojených do uľahčeného pasívneho transportu tejto hexózy (GLUTS), GLUT4 je viacnásobný transmembránový proteín v a-helixe.

Môže vám slúžiť: Turgidity (Biology)

Deformácia štruktúry vyvolanej spojom cukru mobilizuje miesto únie od vonkajších kocky membrány po cytosol, kde sa uvoľňuje. Akonáhle sa to stane, transportér znovu získa svoju počiatočnú konformáciu, čím vystavuje miesto glukóze na vonkajšej strane membrány.

Funkcia

Glukózový dopravník typu GLUT4 je zodpovedný za vykonávanie mobilizácie glukózy z extracelulárneho média do cytosolu, v reakcii na stimul generovaný zvýšenou sekréciou inzulínu v tkanivových bunkách citlivých na tento hormón, ako sú tie, ktoré integrujú kostrové svaly a tukové tkanivo.

Aby sme to lepšie pochopili, je dôležité si uvedomiť, že inzulín je hormón uvoľňovaný β bunkami pankreasu v reakcii na vysoké koncentrácie glukózy v krvi, pričom implementuje fyziologické mechanizmy, ktoré podporujú ich absorpciu bunkami, ako aj syntézu glykogénu.

Poskytnúť. Zohráva kľúčovú úlohu pri rýchlej mobilizácii glukózy v krvi, keď koncentrácie monosacharidu dosiahnu veľmi vysoké hodnoty. Ten je nevyhnutný na udržanie homeostázy buniek.

Táto rýchla absorpcia glukózy je možná k vysokej afinite, ktorú má tento transportér pre tento cukor. To znamená, že je schopný zistiť ho aj pri nízkych koncentráciách, pripájať sa alebo rýchlo zachytiť alebo zachytiť.

Na druhej strane schopnosť detegovať glukózu pri nízkych koncentráciách vysvetľuje dôležitosť expresie GLUT4 v membránach kostrových svalov počas cvičenia, aktivita, ktorá má vysokú energiu dopyt.

Môže vám slúžiť: čo je cytolýza?

Mobilizácia vezikúl GLUT4 z cytosolu do membrány

Mobilizačný mechanizmus nosičov GLUT4 na membránu. Podľa CNX OpenXax [CC po 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0)], z Wikimedia Commons.

Pri absencii stimulácie inzulínu sa v cytoplazme vo vezikúle zo siete Trans Golgi prijíma približne 95% GLUT4.

Keď koncentrácie glukózy presahujú fyziologickú hodnotu, spustí sa signalizačný vodopád, ktorý vedie k uvoľňovaniu inzulínu pankreasom.

Oslobodený inzulín je teraz schopný pripojiť sa k inzulínovému receptoru prítomnému v membráne myocytov a adipocytov, čím odosiela potrebné signály na spustenie aktivácie exocytózy. Posledne menované vedie k fúzii nosičov GLUT4 s plazmovou membránou.

Táto fúzia dočasne zvyšuje koncentráciu dopravníka v membráne týchto buniek. To znamená, že keď hladiny glukózy v krvi zostúpi, až kým sa nedosiahne bazálna hodnota, stimul zmizne a transportér sa recykluje aktiváciou endocytózy.

Odkazy

1. Bryant NJ, vláda R, James DE. Regulovaný transport glykózového transportéra GLUT4. Nat rev moll bunka biol. 2002; 3 (4): 267-277.
2. Henriksen napr. Pozvaný prehľad: Účinky akútneho cvičenia a cvičebného výcviku na inzulínku. J Appl Physiol (1985). 2002; 93 (2): 788-96.
3. Huang S, Český MP. Transportér glukózy GLUT4. Metab. 2007; 5 (4): 237-252.
4. Kraniou a Cameron-Smith D, Misso M, Collier G, Hargreaves M. Účinky cvičenia na expresiu génu GLUT4 a glykogenínu v ľudskom kostrovom svale. J Appl Physiol (1985). 2000; 88 (2): 794-6.
5. Pesssin JE, Thurmond DC, Elmendorf JS, Coker KJ, Okada S. Molekulárny základ inzulínu stimulovaného obchodovania s GLUT4. Biol chem. 1999; 274 (5): 2593-2596.
6. Schulingkamp RJ, Pagano TC, Hung D, Raffa RB. Inzulínové prijímače a pôsobenie inzulínu v mozgu: prehľad a klinické dôsledky. Neurovedy a biobehaviorálne recenzie. 2000; 855-872.
7. Drevo je, Trayhurn P. Glukózový transportér. Br j orech. 2003; 89 (1): 3-9.Zhao FQ, Keating AF. Funkčné vlastnosti a genomika transportérov glukózy. Genomika. 2007; 8 (2): 113-28.