GLUT4 -egenskaper, struktur, funksjoner

GLUT4 Det er et 509 aminosyre glukosetransportprotein som presenterer høy affinitet for dette sukkeret. Det tilhører den viktigste superfamilien til tilrettelegger (MSF) som er karakterisert ved å presentere 12 Alfa Transmembranal Helics. Som alle medlemmer av denne familien, medier den tilrettelagte glukosetransporten til fordel for konsentrasjonsgradienten.

Plasseringen er begrenset til celle -følsomme celler av insulin, for eksempel adipocytter og myocytter. I denne forstand stjerner GLUT4 i den primære glukoseabsorpsjonsmekanismen under hyperglykemi -forhold i blodet.

GLUT4 er den eneste insulinregulerte glukosetransportøren. Av Meiiven [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)], fra Wikimedia Commons.

Omtrent 95% GLUT4 syntetisert av cellen forblir bosatt i cytosol inne i vesikler. Disse vesiklene smelter sammen med plasmamembranen som utsetter mottakeren som respons på aktivering av insulinformidlet eksocytose.

Utøvelse av skjelettmuskel er også i stand til å fremme flyttingen av denne transportøren i cellemembranen, gitt den høye energibehovet som disse cellene har under disse forholdene. Imidlertid er tegn som stimulerer syntesen deres fremdeles ukjent under langvarig fysisk aktivitet.

[TOC]

Kjennetegn

I likhet med GLUT1 -konstitutiv ekspresjonstransportør, presenterer GLUT4 høy affinitet for glukose, noe som betyr en kapasitet til å slå sammen glukose selv når konsentrasjonen av dette blodsukkeret når veldig lave verdier.

I motsetning til isoformene som.

Tvert imot uttrykkes det bare i voksne vevsceller, hovedsakelig i perifert vev rikt på høye konsentrasjoner av brunt fett som hjerte, skjelettmuskel og fettvev. Imidlertid er det også blitt påvist i cellene i hypofysen og hypothalamus.

Kan tjene deg: sylindrisk epitel: egenskaper, typer, funksjoner

I denne forstand er det viktig å understreke at dens fordeling begrenset til celler som er følsomme for variasjoner i insulinkonsentrasjoner, er relatert til det faktum å presentere uttrykk regulert av dette hormonet. Andre undersøkelser har vist at muskelsammentrekning også er i stand til å utøve en regulatorisk effekt på uttrykket til denne transportøren.

På den annen side har subcellulære lokasjonsstudier vist at GLUT2 har en dobbel plassering mellom cytosol og membran. I det cytosoliske rommet der den høyeste prosentandelen ligger, er den bosatt i forskjellige rom: i Trans-Golgi-nettverket, tidlig endosom, vesikler dekket eller ikke av klatrin og tubulo-vesicular cytoplasmatiske strukturer.

Struktur

Som alle medlemmer av glukosetransportørene som er involvert i passiv transport tilrettelagt denne heksosen (GLUTS), er GLUT4 et multipasal transmembraal protein i a-helix.

12 transmembranale segmenter i α-helix-konfigurasjon krysser plasma og subcellulære rom (vesikler) av cellene der GLUT 4 er uttrykt.

Hellices 3, 5, 7 og 11 distribueres romlig for å gi opphav til dannelsen av en hydrofil kanal som transittet av monosakkaridet oppstår fra det ekstracellulære rommet til cytosol til fordel for en konsentrasjonsgradient.

Amino- og terminalkarboksylendene av proteinet er orientert mot cytoplasma, i en konformasjonskonfigurasjon som resulterer i dannelse av et stort sentralt håndtak.

Området avgrenset av begge ender representerer en funksjonelt viktig region av proteinet siden det er involvert både i samlingen og foreningen av glukose og i responsen på insulinsignal. I tillegg til retningen fra det cytosoliske vesikulære rommene til plasmamembranen der den vil utøve sin funksjon som transportør.

Hvordan skjer glukosetransport gjennom GLUT4?

Som alle medlemmer av familien av glukosetransportører som er involvert i den tilrettelagte passive transporten av denne heksosen (GLUTS), er GLUT4 et multipass-transmembranprotein i α-helix.

Kan tjene deg: turgiditet (biologi)

En deformasjon av strukturen indusert av krysset mellom sukker mobiliserer unionsstedet fra membranens ytre terning til cytosolen der den frigjøres. Når dette har skjedd, skaffer transportøren sin første konformasjon igjen, og utsetter dermed stedet for glukose på membranens ytre ansikt.

Funksjoner

GluT4 -glukosetransportbåndsprotein er ansvarlig for å utføre glukosemobilisering fra det ekstracellulære mediet til cytosol, som respons på stimulansen generert av den forbedrede insulinsekresjonen i vevsceller som er følsomme for dette hormonet, slik som de som de integrerer skjelettmuskelen og fettvev.

For bedre å forstå dette, er det viktig å huske at insulin er et hormon frigitt av ß -cellene i bukspyttkjertelen som respons på høye blodsukkerkonsentrasjoner, og implementerer fysiologiske mekanismer som fremmer deres absorpsjon av celler så vel som glykogensyntese.

Gi. Å spille en nøkkelrolle i rask mobilisering av blodsukker når monosakkaridkonsentrasjoner når svært høye verdier. Sistnevnte er uunnværlig for å opprettholde cellehomeostase.

Denne raske glukoseabsorpsjonen blir mulig for den høye affiniteten som denne transportøren har for dette sukkeret. Det vil si at den er i stand til å oppdage det selv ved lave konsentrasjoner, bli med eller fange den raskt.

På den annen side forklarer evnen til å oppdage glukose ved lave konsentrasjoner viktigheten av GLUT4 -ekspresjon i skjelettmuskelmembraner under trening, en aktivitet som har en høy energibehov.

Kan tjene deg: Hva er cytolyse?

Mobilisering av GLUT4 vesikler fra cytosol til membranen

Mobiliseringsmekanisme for GLUT4 -bærervesikler til membranen. Av CNX OpenXAX [CC med 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/4.0)], fra Wikimedia Commons.

I mangel av insulinstimulering rekrutteres omtrent 95% GLUT4 i cytoplasma inne i vesikler fra Trans Golgi -nettverket.

Når glukosekonsentrasjoner overstiger den fysiologiske verdien, utløses en signalfotsfall som resulterer i insulinfrigjøring av bukspyttkjertelen.

Det frigjorte insulinet er nå i stand til å slå sammen insulinreseptoren som er til stede i myocyttene og adipocytter membranen, og sender de nødvendige signalene for å utløse aktivering av eksocytose. Sistnevnte resulterer i fusjon av GLUT4 bærervesikler med plasmamembranen.

Denne fusjonen øker konsentrasjonen av transportøren i membranen til disse cellene midlertidig. Det vil si at når blodsukkernivået går ned til basalverdien er nådd, forsvinner stimulansen og transportøren blir resirkulert ved endocytoseaktivering.

Referanser

1. Bryant NJ, Government R, James DE. Regulert transport av glykosetransportøren GLUT4. Nat Rev Moll Cell Biol. 2002; 3 (4): 267-277.
2. Henriksen f.eks. Invitert gjennomgang: Effekter av akutt trening og trening på insulinresistens. J Appl Physiol (1985). 2002; 93 (2): 788-96.
3. Huang S, tsjekkisk MP. GLUT4 glukosetransportør. Cellemetab. 2007; 5 (4): 237-252.
4. Kraniou og, Cameron-Smith D, Misso M, Collier G, Hargreaves M. Effekter av trening på GLUT4 og glykogenin genuttrykk i humant skjelettmuskel. J Appl Physiol (1985). 2000; 88 (2): 794-6.
5. Pesssin JE, Thurmond DC, Elmendorf JS, Coker KJ, Okada S. Molekylært grunnlag av insulinstimulert GLUT4 Vesicle Trafficking. Biol Chem. 1999; 274 (5): 2593-2596.
6. Schulingkamp RJ, Pagano TC, Hung D, Raffa RB. Insulinmottakere og insulinhandling i hjernen: Gjennomgang og kliniske implikasjoner. Nevrovitenskap og biobehavioralanmeldelser. 2000; 855-872.
7. Tre er, trayhurn p. Glukosetransportør. Br J Nut. 2003; 89 (1): 3-9.Zhao FQ, Keating AF. Funksjonelle egenskaper og genomikk av glukosetransportører. Curr Genomics. 2007; 8 (2): 113-28.