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Sugar_tr
Identificadores
SímboloSugar_tr
PfamPF00083
Clan pfamCL0015
InterProIPR005828
PROSITEPDOC00190
TCDB2.A.1.1
Superfamilia OPM15
Proteína OPM4gc0
Estructuras proteicas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumresumen de estructura
Glucosa

Los transportadores de glucosa son un amplio grupo de proteínas de membrana que facilitan el transporte de glucosa a través de la membrana plasmática , un proceso conocido como difusión facilitada . Debido a que la glucosa es una fuente vital de energía para toda la vida, estos transportadores están presentes en todos los filos . La familia GLUT o SLC2A es una familia de proteínas que se encuentra en la mayoría de las células de mamíferos . 14 GLUTS están codificados por el genoma humano . GLUT es un tipo de proteína transportadora uniportadora.

Síntesis de glucosa libre [ editar ]

La mayoría de las células no autótrofas son incapaces de producir glucosa libre porque carecen de expresión de glucosa-6-fosfatasa y, por tanto, están implicadas sólo en la captación y catabolismo de glucosa . Por lo general, se produce solo en los hepatocitos , en condiciones de ayuno, otros tejidos, como los intestinos, los músculos, el cerebro y los riñones, pueden producir glucosa después de la activación de la gluconeogénesis .

Transporte de glucosa en levadura [ editar ]

En Saccharomyces cerevisiae, el transporte de glucosa se realiza mediante difusión facilitada . [1] Las proteínas de transporte son principalmente de la familia Hxt, pero se han identificado muchos otros transportadores. [2]

NombrePropiedadesNotas
Snf3sensor de glucosa baja; reprimido por glucosa; nivel de expresión bajo; represor de Hxt6
Rgt2sensor de glucosa alta; nivel de expresión bajo
Hxt1Km : 100 mM, [3] 129 - 107 mM [1]transportador de glucosa de baja afinidad; inducida por un nivel alto de glucosa
Hxt2Km = 1,5 [1] - 10 mM [3]transportador de glucosa de afinidad alta / intermedia; inducida por un nivel bajo de glucosa [3]
Hxt3Vm = 18,5, Kd = 0,078, Km = 28,6 / 34,2 [1] - 60 mM [3]transportador de glucosa de baja afinidad [3]
Hxt4Vm = 12,0, Kd = 0,049, Km = 6,2 [1]transportador de glucosa de afinidad intermedia [3]
Hxt5Km = 10 mM [4]Afinidad moderada por la glucosa. Abundante durante la fase estacionaria, la esporulación y las condiciones de glucosa baja. Transcripción reprimida por glucosa. [4]
Hxt6Vm = 11,4, Kd = 0,029, Km = 0,9 / 14, [1] 1,5 mM [3]alta afinidad por la glucosa [3]
Hxt7Vm = 11,7, Kd = 0,039, Km = 1,3, 1,9, [1] 1,5 mM [3]alta afinidad por la glucosa [3]
Hxt8nivel de expresión bajo [3]
Hxt9implicado en la resistencia a los fármacos pleiotrópicos [3]
Hxt11implicado en la resistencia a los fármacos pleiotrópicos [3]
Gal2Vm = 17,5, Kd = 0,043, Km = 1,5, 1,6 [1]alta afinidad por galactosa [3]

Transporte de glucosa en mamíferos [ editar ]

Los GLUT son proteínas de membrana integrales que contienen 12 hélices que atraviesan la membrana con los extremos amino y carboxilo expuestos en el lado citoplásmico de la membrana plasmática . Las proteínas GLUT transportan glucosa y hexosas relacionadas de acuerdo con un modelo de conformación alternativa, [5] [6] [7] que predice que el transportador expone un único sitio de unión al sustrato hacia el exterior o el interior de la célula. La unión de glucosa a un sitio provoca un cambio conformacional asociado con el transporte y libera glucosa al otro lado de la membrana. Los sitios de unión de glucosa internos y externos están, al parecer, ubicados en los segmentos transmembrana 9, 10, 11; [8]además, el motivo DLS ubicado en el séptimo segmento transmembrana podría estar involucrado en la selección y afinidad del sustrato transportado. [9] [10]

Tipos [ editar ]

Cada isoforma del transportador de glucosa juega un papel específico en el metabolismo de la glucosa determinado por su patrón de expresión tisular, especificidad de sustrato, cinética de transporte y expresión regulada en diferentes condiciones fisiológicas. [11] Hasta la fecha, se han identificado 14 miembros del GLUT / SLC2. [12] Sobre la base de las similitudes de secuencia, la familia GLUT se ha dividido en tres subclases.

Clase I [ editar ]

La clase I comprende los transportadores de glucosa bien caracterizados GLUT1-GLUT4. [13]

NombreDistribuciónNotas
GLUT1Se distribuye ampliamente en los tejidos fetales . En el adulto, se expresa en niveles más altos en los eritrocitos y también en las células endoteliales de los tejidos de la barrera, como la barrera hematoencefálica . Sin embargo, es responsable del bajo nivel de absorción de glucosa basal necesaria para mantener la respiración en todas las células.Los niveles en las membranas celulares aumentan al reducir los niveles de glucosa y disminuyen al aumentar los niveles de glucosa. La expresión de GLUT1 está regulada positivamente en muchos tumores.
GLUT2Es un transportador bidireccional que permite que la glucosa fluya en 2 direcciones. Se expresa en células tubulares renales , células hepáticas y células beta pancreáticas . También está presente en la membrana basolateral del epitelio del intestino delgado. Se requiere bidireccionalidad en las células hepáticas para captar glucosa para la glucólisis y glucogénesis , y para la liberación de glucosa durante la gluconeogénesis. En las células beta pancreáticas, se requiere glucosa de flujo libre para que el entorno intracelular de estas células pueda medir con precisión los niveles de glucosa en suero. Los tres monosacáridos ( glucosa , galactosa y fructosa) son transportados desde la célula de la mucosa intestinal a la circulación portal por GLUT2.Es una isoforma de alta frecuencia y baja afinidad. [12]
GLUT3Se expresa principalmente en las neuronas (donde se cree que es la principal isoforma del transportador de glucosa) y en la placenta .Es una isoforma de alta afinidad, lo que le permite transportarse incluso en épocas de bajas concentraciones de glucosa.
GLUT4Expresado en tejidos adiposos y músculo estriado ( músculo esquelético y músculo cardíaco ).Es el transportador de glucosa regulado por insulina . Responsable del almacenamiento de glucosa regulado por insulina.
GLUT14Expresado en testículossimilitud con GLUT3 [12]

Clases II / III [ editar ]

La clase II comprende:

  • GLUT5 ( SLC2A5 ), un transportador de fructosa en enterocitos
  • GLUT7 ( SLC2A7 ), que se encuentra en el intestino delgado y grueso, [12] transporta la glucosa fuera del retículo endoplásmico [14]
  • GLUT9 - ( SLC2A9 )
  • GLUT11 ( SLC2A11 )

La clase III comprende:

  • GLUT6 ( SLC2A6 ),
  • GLUT8 ( SLC2A8 ),
  • GLUT10 ( SLC2A10 ),
  • GLUT12 ( SLC2A12 ) y
  • GLUT13 , también transportador de H + / myo -inositol HMIT ( SLC2A13 ), expresado principalmente en el cerebro. [12]

La mayoría de los miembros de las clases II y III se han identificado recientemente en búsquedas de homología de bases de datos EST y la información de secuencia proporcionada por los diversos proyectos del genoma.

La función de estas nuevas isoformas del transportador de glucosa todavía no está claramente definida en la actualidad. Varios de ellos (GLUT6, GLUT8) están hechos de motivos que ayudan a retenerlos intracelularmente y por lo tanto previenen el transporte de glucosa. Aún no se sabe si existen mecanismos para promover la translocación de la superficie celular de estos transportadores, pero se ha establecido claramente que la insulina no promueve la translocación de la superficie celular de GLUT6 y GLUT8.

Descubrimiento del cotransporte de sodio-glucosa [ editar ]

En agosto de 1960, en Praga, Robert K. Crane presentó por primera vez su descubrimiento del cotransporte sodio-glucosa como mecanismo de absorción intestinal de glucosa. [15] El descubrimiento de Crane del cotransporte fue la primera propuesta de acoplamiento de flujo en biología. [16] Grúaen 1961 fue el primero en formular el concepto de cotransporte para explicar el transporte activo. Específicamente, propuso que la acumulación de glucosa en el epitelio intestinal a través de la membrana del borde en cepillo se acopló al transporte cuesta abajo de Na + a través del borde en cepillo. Esta hipótesis fue rápidamente probada, refinada y extendida [para] abarcar el transporte activo de una diversa gama de moléculas e iones en prácticamente todos los tipos de células. [17]

Ver también [ editar ]

  • Cotransporte
  • Cotransportador

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b c d e f g h Maier A, Völker B, Boles E, Fuhrmann GF (diciembre de 2002). "Caracterización del transporte de glucosa en Saccharomyces cerevisiae con vesículas de membrana plasmática (contratransporte) y células intactas (captación inicial) con transportadores Hxt1, Hxt2, Hxt3, Hxt4, Hxt6, Hxt7 o Gal2" . Investigación de levadura FEMS . 2 (4): 539–50. doi : 10.1111 / j.1567-1364.2002.tb00121.x . PMID  12702270 .
  2. ^ "Lista de posibles transportadores de glucosa en S. cerevisiae " . UniProt .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n Boles E, Hollenberg CP (agosto de 1997). "La genética molecular del transporte de hexosa en levaduras" . Reseñas de Microbiología FEMS . 21 (1): 85-111. doi : 10.1111 / j.1574-6976.1997.tb00346.x . PMID 9299703 . 
  4. ↑ a b Diderich JA, Schuurmans JM, Van Gaalen MC, Kruckeberg AL, Van Dam K (diciembre de 2001). "Análisis funcional del homólogo del transportador de hexosa HXT5 en Saccharomyces cerevisiae". La levadura . 18 (16): 1515–24. doi : 10.1002 / sí.779 . PMID 11748728 . 
  5. ^ Oka Y, Asano T, Shibasaki Y, Lin JL, Tsukuda K, Katagiri H, Akanuma Y, Takaku F (junio de 1990). "El transportador de glucosa truncado C-terminal está bloqueado en una forma que mira hacia adentro sin actividad de transporte". Naturaleza . 345 (6275): 550–3. doi : 10.1038 / 345550a0 . PMID 2348864 . S2CID 4264399 .  
  6. ^ Hebert DN, Carruthers A (noviembre de 1992). "La estructura oligomérica del transportador de glucosa determina la función del transportador. Interconversiones dependientes de redox reversibles de GLUT1 tetramérico y dimérico". La Revista de Química Biológica . 267 (33): 23829–38. PMID 1429721 . 
  7. ^ Cloherty EK, Sultzman LA, Zottola RJ, Carruthers A (noviembre de 1995). "El transporte neto de azúcar es un proceso de varios pasos. Evidencia de sitios de unión de azúcar citosólico en eritrocitos". Bioquímica . 34 (47): 15395–406. doi : 10.1021 / bi00047a002 . PMID 7492539 . 
  8. ^ Hruz PW, Mueckler MM (2001). "Análisis estructural del transportador de glucosa facilitador GLUT1 (revisión)". Biología de la membrana molecular . 18 (3): 183–93. doi : 10.1080 / 09687680110072140 . PMID 11681785 . 
  9. ^ Seatter MJ, De la Rue SA, Porter LM, Gould GW (febrero de 1998). "El motivo QLS en la hélice transmembrana VII de la familia de transportadores de glucosa interactúa con la posición C-1 de la D-glucosa y participa en la selección del sustrato en el sitio de unión exofacial". Bioquímica . 37 (5): 1322–6. doi : 10.1021 / bi972322u . PMID 9477959 . 
  10. ^ Hruz PW, Mueckler MM (diciembre de 1999). "Mutagénesis de barrido de cisteína del segmento transmembrana 7 del transportador de glucosa GLUT1" . La Revista de Química Biológica . 274 (51): 36176–80. doi : 10.1074 / jbc.274.51.36176 . PMID 10593902 . 
  11. ^ Thorens B (abril de 1996). "Transportadores de glucosa en la regulación de los flujos de glucosa intestinales, renales e hepáticos". La Revista Estadounidense de Fisiología . 270 (4 Pto 1): G541-53. doi : 10.1152 / ajpgi.1996.270.4.G541 . PMID 8928783 . 
  12. ↑ a b c d e Thorens B, Mueckler M (febrero de 2010). "Transportadores de glucosa en el siglo XXI" . Revista estadounidense de fisiología. Endocrinología y metabolismo . 298 (2): E141-5. doi : 10.1152 / ajpendo.00712.2009 . PMC 2822486 . PMID 20009031 .  
  13. ^ Bell GI, Kayano T, Buse JB, Burant CF, Takeda J, Lin D, Fukumoto H, Seino S (marzo de 1990). "Biología molecular de los transportadores de glucosa de mamíferos". Cuidado de la diabetes . 13 (3): 198-208. doi : 10.2337 / diacare.13.3.198 . PMID 2407475 . S2CID 20712863 .  
  14. ^ Boro WF (2003). Fisiología médica: un enfoque celular y molecular . Elsevier / Saunders. pag. 995. ISBN 978-1-4160-2328-9.
  15. ^ Grúa RK , Miller D, Bihler I (1961). "Las restricciones sobre posibles mecanismos de transporte intestinal de azúcares". En Kleinzeller A, Kotyk A (eds.). Transporte y metabolismo de membranas. Actas de un simposio celebrado en Praga, del 22 al 27 de agosto de 1960 . Praga: Academia Checa de Ciencias . págs. 439–449.
  16. ^ Wright EM, Turk E (febrero de 2004). "La familia de cotransporte de sodio / glucosa SLC5". Pflügers Archiv . 447 (5): 510–8. doi : 10.1007 / s00424-003-1063-6 . PMID 12748858 . S2CID 41985805 .  
  17. ^ Boyd CA (marzo de 2008). "Hechos, fantasías y diversión en fisiología epitelial" . Fisiología experimental . 93 (3): 303-14. doi : 10.1113 / expphysiol.2007.037523 . PMID 18192340 . S2CID 41086034 . La idea de esta época que permanece en todos los libros de texto actuales es la noción de Robert Crane, publicado originalmente como un apéndice de un artículo de simposio publicado en 1960 ( Crane et al. 1960). El punto clave aquí fue el 'acoplamiento de flujo', el cotransporte  de sodio y glucosa en la membrana apical de la célula epitelial del intestino delgado. Medio siglo después, esta idea se ha convertido en una de las proteínas transportadoras más estudiadas (SGLT1), el cotransportador de sodio-glucosa.

Enlaces externos [ editar ]

  • Glucosa + Transporte + Proteínas, + Facilitador en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE .