GLUT: FONKSIYONLAR, ANA GLIKOZ TAŞIYICILARI - BIYOLOJI - 2025

GLUT , konveyör kapı tipi bir dizi içinde , memeli hücrelerinin çeşitli sitozolüne pasif glukoz taşınmasını gerçekleştirmek sorumlu.

Bununla birlikte, bugüne kadar tanımlanmış olan çoğu GLUT, glikoza özgü değildir. Aksine, mannoz, galaktoz, fruktoz ve glukozamin gibi farklı şekerlerin yanı sıra uratlar ve mannositol gibi diğer molekül türlerini de taşıyabilirler.

Bir GLUT glikoz taşıyıcısının tipik yapısı. A2-33, Wikimedia Commons'tan.

Bugüne kadar en az 14 GLUT tanımlanmıştır. Hepsi ortak yapısal özelliklere sahiptir ve hem doku dağılımı hem de taşıdığı molekül türü açısından farklılık gösterir. Bu nedenle, her tür, belirli bir metabolik rolü yerine getirdiği farklı fizyolojik koşullara uyarlanmış görünmektedir.

Hücreler içinde glikozun mobilizasyonu

Çoğu canlı hücre, hayati süreçlerini gerçekleştirmek için gerekli enerjiyi elde etmek için glikozun kısmi veya toplam oksidasyonuna bağlıdır.

Bu molekülün metabolize olduğu hücrenin sitozolüne girişi, lipid çift tabakasını kendi başına geçebilecek kadar büyük ve polar olduğundan, taşıyıcı proteinlerin yardımına bağlıdır.

Ökaryotik hücrelerde, bu şekerin mobilizasyonunda rol oynayan iki ana tip taşıyıcı tanımlanmıştır: Na + / glikoz birlikte taşıyıcılar (SGLT) ve GLUT uniporters.

İlki, Na + birlikte taşınmanın işlemi gerçekleştirmek için motivasyon enerjisini sağladığı ikincil bir aktif taşıma mekanizması kullanır. İkincisi, kolaylaştırılmış bir pasif hareket gerçekleştirirken, enerji gerektirmeyen ve şekerin konsantrasyon gradyanından yana olan bir mekanizma.

GLUT heksoz taşıyıcıları tarafından kullanılan taşıma mekanizması. Emma Dittmar - Kendi çalışması, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

GLUT konveyörler

İngilizce "Glikoz Taşıyıcıları" kısaltması için kullanılan GLUT taşıyıcıları, glikozun hücre dışı ortamdan sitozole pasif taşınmasını sağlamaktan sorumlu bir grup geçit tipi taşıyıcılardır.

Çok çeşitli küçük organik moleküllerin transmembran taşınmasını gerçekleştirmekten sorumlu çok sayıda taşıyıcıdan oluşan, kolaylaştırılmış difüzyon taşıyıcılarının (MSF) büyük süper ailesine aittirler.

İsimleri yalnızca glikoz taşıdıklarını gösteriyor gibi görünse de, bu taşıyıcılar altı karbon atomlu farklı monosakkaritler için farklı özelliklere sahiptir. Bu nedenle, glikoz taşıyıcılarından çok, heksoz taşıyıcılarıdır.

Bugüne kadar, en az 14 GLUT tanımlanmıştır ve memelilerde konumları dokuya özel görünmektedir. Yani, her bir izoform çok özel dokularda ifade edilir.

Bu dokuların her birinde, bu taşıyıcıların kinetik özellikleri önemli ölçüde değişir. İkincisi, her birinin farklı metabolik ihtiyaçlara cevap verecek şekilde tasarlandığını gösteriyor gibi görünüyor.

yapı

Bugüne kadar tanımlanmış olan 14 GLUT, bir dizi ortak yapısal özelliğe sahiptir.

Hepsi, entegre çok geçişli membran proteinleridir, yani, hidrofobik amino asitler bakımından zengin transmembran segmentleri aracılığıyla lipid çift katmanını birçok kez geçerler.

Bu taşıyıcıların peptit sekansı, 490-500 amino asit tortusu arasında değişir ve bunların üç boyutlu kimyasal yapıları, ana kolaylaştırıcı üst ailesinin (MSF) diğer tüm üyeleri için bildirilene benzerdir.

Bu yapı, bir a-heliks konfigürasyonunda 12 transmembran segmenti ve GLUT tipine bağlı olarak, oluşan üçüncü veya beşinci döngüde yer alabilen oldukça glikosile edilmiş bir hücre dışı alan sunması ile karakterize edilir.

Ek olarak, proteinin amino ve karboksil terminalleri sitozole doğru yönlendirilir ve belirli bir derecede psödosimetri sergiler. Bu uçların uzamsal olarak düzenlenme şekli, glikoz veya taşınacak herhangi bir başka monosakkarit için bağlanma yerini oluşturan açık bir boşluğa yol açar.

Bu anlamda, şekerin bağlanma yerinin akış aşağısında geçtiği gözenek oluşumu, sarmal 3, 5, 7 ve 11'in merkezi bir düzenlemesi ile tanımlanır. Bunların tümü, yüksek yoğunluklu gözeneğin iç hidrofilik ortamının oluşumunu kolaylaştıran polar kalıntılar.

sınıflandırma

GLUT'lar, peptit sekansının benzerlik derecesinin yanı sıra glikosile edilmiş alanın konumuna göre üç büyük sınıfa ayrılmıştır.

Sınıf I ve II'ye ait GLUT'lar, yüksek düzeyde glikosile edilmiş alanı, ilk iki transmembran segmenti arasında bulunan birinci hücre dışı döngü ile sınırlar. Sınıf III'te ise dokuzuncu döngü ile sınırlıdır.

Bu sınıfların her birinde, peptit sekansları arasındaki homoloji yüzdeleri, daha az konserve edilmiş bölgelerde% 14 ile% 63 arasında ve yüksek oranda konserve edilmiş bölgelerde% 30 ile 79 arasında değişir.

Sınıf I, GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT 4 ve GLUT14 taşıyıcılarından oluşur. GLUT5, 7, 9 ve 11 için Sınıf II ve GLUT6, 8, 10 ve 12 ve 13 için sınıf III.

Bu taşıyıcıların her birinin farklı konumlara, kinetik özelliklere, substrat spesifikliklerine ve işlevlere sahip olduğunu belirtmek önemlidir.

Ana glikoz taşıyıcıları ve işlevleri

GLUT1

Esas olarak eritrositlerde, beyin hücrelerinde, plasenta ve böbrekte ifade edilir. Ana işlevi bu hücrelere hücresel solunumu desteklemek için gerekli glikoz seviyelerini sağlamak olsa da, galaktoz, mannoz ve glukozamin gibi diğer karbonhidratların taşınmasından sorumludur.

GLUT2

Glikoz için oldukça spesifik olmasına rağmen, GLUT2, glukozamin için daha yüksek bir afiniteye sahiptir. Bununla birlikte, fruktoz, galaktoz ve mannozu, ince bağırsak epitelinin karaciğer, pankreas ve böbrek hücrelerinin sitozolüne de taşıyabilir.

GLUT3

GLUT3, glikoz için yüksek afinitesine sahip olmasına rağmen, galaktoz, mannoz, maltoz, ksiloz ve dehidroaskorbik asidi daha düşük afinite ile bağlar ve taşır.

Esas olarak embriyonik hücrelerde ifade edilir, bu nedenle bu şekerlerin plasentadan fetüsün tüm hücrelerine sürekli taşınmasını sağlar. Ayrıca kas ve testis hücrelerinde tespit edilmiştir.

GLUT4

Glikoza afinitesi yüksektir ve sadece insüline duyarlı dokularda ifade edilir. Bu nedenle, bu hormon tarafından uyarılan glikoz taşınması ile ilişkilidir.

GLUT8

Hem glikoz hem de fruktozu karaciğer, sinir, kalp, bağırsak ve yağ hücrelerinin içine taşır.

GLUT9

Glikoz ve fruktozun taşınmasına ek olarak, üratlara karşı afinitesi yüksektir, bu yüzden böbrek hücrelerinde emilimine aracılık eder. Bununla birlikte, lökositlerde ve ince bağırsak hücrelerinde de ifade edildiği bulunmuştur.

GLUT12

İskelet kasında bu taşıyıcı, insüline yanıt olarak plazma zarına taşınır, böylece bu hormona yanıt mekanizmaları olarak hareket eder. Ekspresyonu ayrıca prostat, plasenta, böbrek, beyin ve meme bezlerinin hücrelerinde de belirlenmiştir.

GLUT13

Miyoinositol ve hidrojenin belirli birleşik taşınmasını gerçekleştirir. Bununla beyincik, hipotalamus, hipokampus ve beyin sapını oluşturan sinir hücreleri tarafından beyin omurilik sıvısının pH'ının 5.0'a yakın değerlere düşürülmesine katkıda bulunur.

Referanslar

1. Augustin R. Eleştirel İnceleme. Glikoz taşıma kolaylaştırıcılarından oluşan protein ailesi: Sonuçta mesele sadece glikoz değildir. IUBMB Life. 2010; 62 (5): 315-33.
2. Bell GI, Kayano T, Buse JB, Burant CF, Takeda J, Lin D, Fukumoto H, Seino S. Memeli glikoz taşıyıcılarının moleküler biyolojisi. Diyabet bakımı. 1990; 13 (3): 198-208.
3. Castrejón V, Carbó R, Martínez M. Glikoz taşınmasında rol oynayan moleküler mekanizmalar. REB. 2007; 26 (2): 49-57.
4. Joost HG, Thorens B. Genişletilmiş GLUT-şeker / poliol taşıma kolaylaştırıcıları ailesi: isimlendirme, sekans özellikleri ve yeni üyelerinin potansiyel işlevi (inceleme). Mol Membr Biol.2001; 18 (4): 247-56.
5. Kinnamon SC, Parmak TE. ATP için bir tat: tat tomurcuklarında nörotransmisyon. Front Cell Neurosci. 2013; 7: 264.
6. Scheepers A, Schmidt S, Manolescu A, Cheeseman CI, Bell A, Zahn C, Joost HG, Schürmann A. fare ortolog eksikliği. Mol Membr Biol 2005; 22 (4): 339-51.
7. Schürmann A. GLUT3, GLUT5 ve GLUT7 "tuhaf" heksoz taşıyıcıları hakkında bilgi. J Physiol Endocrinol Metab. 2008; 295 (2): E225-6.
8. Thorens B, Mueckler M. 21. Yüzyılda Glikoz taşıyıcıları. J Physiol Endocrinol Metab. 2010; 298 (2): E141-145.
9. Yang H, Wang D, Engelstad K, Bagay L, Wei Y, Rotstein M, Aggarwal V, Levy B, Ma L, Chung WK, De Vivo DC. Glut1 eksikliği sendromu ve eritrosit glikoz alım testi. Ann Neurol. 2011; 70 (6): 996-1005.