Charakterystyka GLUT4, struktura, funkcje

Glut4 Jest to 509 aminokwasowe białko transportu glukozy, które przedstawia wysokie powinowactwo do tego cukru. Należy do głównej głównej nadrodziny facylitatorów (MSF) charakteryzujące. Podobnie jak wszyscy członkowie tej rodziny, media ułatwiły transport glukozy na rzecz gradientu koncentracji.

Jego lokalizacja jest ograniczona do komórek wrażliwych na komórkę przez insulinę, takie jak adipocyty i miocyty. W tym sensie GLUT4 występuje w pierwotnym mechanizmie absorpcji glukozy w warunkach hiperglikemii krwi.

GLUT4 jest jedynym regulowanym insuliną transporterem glukozy. Przez Meiquer [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/)], z Wikimedia Commons.

Około 95% GLUT4 zsyntetyzowane przez komórkę pozostaje mieszka w cytosolu w pęcherzykach. Te pęcherzyki łączą się z błoną plazmatyczną odsłaniającą odbiornik w odpowiedzi na aktywację egzocytozy za pośrednictwem insuliny.

Ćwiczenie mięśnia szkieletowego jest również w stanie promować przeniesienie tego transportera w błonie komórkowej, biorąc pod uwagę wysokie zapotrzebowanie na energię, jakie komórki te miały w tych warunkach. Jednak oznaki, które stymulują ich syntezę, są nadal nieznane podczas przedłużonej aktywności fizycznej.

[TOC]

Charakterystyka

Podobnie jak konstytutywny przenośnik ekspresji GLUT1, GLUT4 przedstawia wysokie powinowactwo do glukozy, co przekłada się na zdolność do łączenia glukozy, nawet 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 jest wyrażany w embrionalnej błonie komórkowej.

Przeciwnie, ulega ekspresji tylko w dorosłych komórkach tkanek, głównie w tkankach obwodowych bogatych w wysokie stężenie brązowego tłuszczu, takie jak serce, mięsień szkieletowy i tkanka tłuszczowa. Jednak został również wykryty w komórkach gruczołu przysadki i podwzgórza.

Może ci służyć: cylindryczny nabłonek: cechy, typy, funkcje

W tym sensie ważne jest, aby podkreślić, że jego rozkład ograniczony do komórek wrażliwych na zmiany stężeń insuliny jest związane z faktem przedstawienia ekspresji regulowanej przez ten hormon. Inne badania wykazały, że skurcz mięśni jest również w stanie wywierać wpływ regulacyjny na ekspresję tego transportera.

Z drugiej strony, badania lokalizacji subkomórkowej wykazały, że GLUT2 ma podwójne miejsce między cytosolem a błoną. W przedziale cytozolowym, w którym znajduje się najwyższy procent, znajduje się w różnych przedziałach: w sieci trans-golgi, wczesny endosom, pęcherzyki objęte lub nie przez struktury cytoplazmatyczne płaski.

Struktura

Podobnie jak wszyscy członkowie transporterów glukozy biorących udział w transporcie pasywnym ułatwionym tej heksozy (GLUT), GLUT4 jest wielofembazowym białkiem transmembraalnym w helisie α.

12 segmentów transbranowych w konfiguracji α-helisy przekraczają przedziały plazmy i subkomórkowe (pęcherzyki) komórek, w których wyrażany jest GLUT 4.

Hellice 3, 5, 7 i 11 są rozproszone przestrzennie, aby powstać w tworzeniu kanału hydrofilowego, przez który tranzyt monosacharydu zachodzi od przestrzeni pozakomórkowej do cytosolu na korzyść gradientowania stężenia.

Amino i końcowe końce karboksylowe białka są ukierunkowane na cytoplazma, w konfiguracji konformacyjnej, która powoduje tworzenie dużego środkowego uchwytu.

Obszar ograniczony obiema końcami reprezentuje funkcjonalnie ważny region białka, ponieważ jest on zaangażowany zarówno w zbieranie, jak i połączenie glukozy, jak i w odpowiedzi na oznakowanie insuliny. Oprócz jego kierunku od cytozolowych przedziałów pęcherzykowych do błony plazmatycznej, gdzie wywiera swoją funkcję jako przenośnik.

Jak odbywa się transport glukozy przez Glut4?

Podobnie jak wszyscy członek rodziny transporterów glukozy zaangażowanych w ułatwiony pasywny transport tej heksozy (GLUT), GLUT4 jest wielościeżnym białkiem transbłonowym w helisie α.

Może ci służyć: turgiczność (biologia)

Deformacja struktury indukowanej przez połączenie cukru mobilizuje miejsce Unii od zewnętrznej kostki błony do cytosolu, w którym jest uwalniane. Gdy to się stanie, transporter ponownie nabywa początkową konformację, wystawiając w ten sposób miejsce na glukozę na zewnętrznej powierzchni membrany.

Funkcje

Białko przenośnika glukozy typu Glut4 jest odpowiedzialne za przeprowadzanie mobilizacji glukozy z pożywki zewnątrzkomórkowej do cytosolu, w odpowiedzi na bodziec wytwarzany przez zwiększone wydzielanie insuliny w komórkach tkankowych wrażliwych na ten hormon, takie jak te, które integrują mięśnie szkieletowe i tkanka tłuszczowa.

Aby lepiej to zrozumieć, ważne jest, aby pamiętać, że insulina jest hormonem uwalnianym przez komórki β trzustki w odpowiedzi na wysokie stężenie glukozy we krwi, wdrażając mechanizmy fizjologiczne, które promują ich wchłanianie przez komórki, a także syntezy glikogenu.

Dawać. Odgrywanie kluczowej roli w szybkiej mobilizacji glukozy we krwi, gdy stężenia monosacharydu osiągają bardzo wysokie wartości. Ten ostatni jest niezbędny do utrzymania homeostazy komórkowej.

Ta szybka wchłanianie glukozy staje się możliwe dla wysokiego powinowactwa, jakie ten transporter ma dla tego cukru. To znaczy, że jest w stanie go wykryć nawet przy niskich stężeniach, szybko dołączając do niego lub uchwycić.

Z drugiej strony zdolność do wykrywania glukozy w niskich stężeniach wyjaśnia znaczenie ekspresji GLUT4 w błonach mięśni szkieletowych podczas ćwiczeń, aktywność o wysokim zapotrzebowaniu na energię.

Może ci służyć: czym jest cytoliza?

Mobilizacja pęcherzyków GLUT4 z cytosolu do błony

Mechanizm mobilizacji pęcherzyków nośnika GLUT4 do błony. Przez CNX Openxax [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)], z Wikimedia Commons.

W przypadku braku stymulacji insuliny, około 95% GLUT4 jest rekrutowane w cytoplazmie wewnątrz pęcherzyków z sieci trans Golgi.

Gdy stężenia glukozy przekraczają wartość fizjologiczną, uruchamiana jest wodospad sygnałowy, który powoduje uwalnianie insuliny przez trzustkę.

Uwolniona insulina jest teraz w stanie dołączyć do receptora insuliny obecnego w błonie miocytów i adipocytów, wysyłając niezbędne sygnały w celu uruchomienia aktywacji egzocytozy. Ten ostatni, powoduje połączenie pęcherzyków nośnika GLUT4 z błoną plazmatyczną.

Ta fuzja tymczasowo zwiększa stężenie przenośnika w błonie tych komórek. To znaczy, gdy poziom glukozy we krwi opadnie, aż do osiągnięcia wartości podstawowej bodziec znika, a transporter zostaje poddany recyklingowi przez aktywację endocytozy.

Bibliografia

1. Bryant NJ, rząd R, James DE. Regulowany transport transportera glikozę GLUT4. Nat Rev Moll Cell Biol. 2002; 3 (4): 267-277.
2. Henriksen np. Zaproszony przegląd: Wpływ ostrego ćwiczeń i treningu ćwiczeń na insulinorystość. J Appl Physiol (1985). 2002; 93 (2): 788-96.
3. Huang S, czeski poseł. Transporter glukozy GLUT4. Metab komórki. 2007; 5 (4): 237-252.
4. Kraniou i Cameron-Smith D, Misso M, Collier G, Hargreaves M. Wpływ ćwiczeń na ekspresję genu GLUT4 i glikogeniny w ludzkim mięśniu szkieletowym. J Appl Physiol (1985). 2000; 88 (2): 794-6.
5. Pesssin JE, Thurmond DC, Elmendorf JS, Coker KJ, Okada S. Molekularne podstawy handlu pęcherzykami pęcherzykami glut4. Biol Chem. 1999; 274 (5): 2593-2596.
6. Schulingkamp RJ, Pagano TC, Hung D, Raffa RB. Odbiorniki insuliny i działanie insuliny w mózgu: przegląd i implikacje kliniczne. Recenzje neuronauki i biobehawioralne. 2000; 855-872.
7. Drewno to, trayhurn p. Transporter glukozy. Br J Nut. 2003; 89 (1): 3-9.Zhao FQ, Keating AF. Właściwości funkcjonalne i genomika transporterów glukozy. Genomika Curr. 2007; 8 (2): 113-28.