Ciri -ciri GLUT1, Struktur, Fungsi

Glut1 Ia adalah protein transmembra yang bertanggungjawab untuk memudahkan pengangkutan glukosa pasif melalui membran plasma, dari ruang ekstraselular di dalam sel.

Selain glukosa, ia juga telah menunjukkan bahawa ia juga boleh menggerakkan gula lain dengan enam atom karbon seperti galaktosa, glukosamin dan baja. Sebaliknya, ia membolehkan pengumpulan dan pengangkutan vitamin C untuk melakukan bahagian dalam sel yang tidak dapat menghasilkannya.

Struktur Kristal Pengangkut Glut1 Glut1. Oleh A2-33 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Oleh kerana semua molekul yang diangkut oleh GLUT1 terlibat dalam laluan penjanaan tenaga oleh sel, ungkapan penghantar ini memainkan peranan metabolik yang sangat penting.

Malah, mutasi yang mengubah atau membatalkan.

[TOC]

Pengangkutan glukosa di sel dan pengangkut GLUT1

Glukosa adalah sumber karbon dan tenaga yang disukai oleh kebanyakan sel yang membentuk pokok kehidupan. Oleh kerana ia tidak kecil dan cukup hidrofobik untuk menyeberangi membran sel sahaja, pengangkutannya ke pedalaman sel memerlukan bantuan protein penghantar.

Dua mekanisme pengangkutan telah dicadangkan oleh pengangkut tertentu untuk gula ini. Salah seorang daripada mereka bertindak balas terhadap sistem pengangkutan pasif (disediakan penyebaran) dan yang kedua ke pengangkutan aktif.

Yang pertama tidak memerlukan tenaga untuk dijalankan dan berlaku melalui kecerunan tumpuan, iaitu tempat kepekatan glukosa yang tinggi ke arah satu di mana kepekatannya lebih rendah.

Pengangkutan glukosa aktif dijalankan oleh pengangkut yang memperoleh tenaga pengangkutan natrium ion.

Sebaliknya, penyebaran glukosa yang difasilitasi (pasif) dilakukan oleh keluarga pengangkut jenis pintu yang dipanggil Glut (oleh akronim dalam bahasa Inggeris "Pengangkut glukosa ”), Keluarga yang dimiliki oleh Glut1. Glukosa bersatu di luar negara dan mengangkutnya ke sitosol. Sekurang -kurangnya 5 daripadanya telah dikenal pasti dan pengedarannya kelihatan berbeza dalam tisu mamalia yang berbeza.

Boleh melayani anda: fosfolipases: struktur, fungsi, jenis

Ciri -ciri GLUT1

Mekanisme pengangkutan yang digunakan oleh glukosa pengangkut glut1. Oleh Emma Dittmar - Kerja Sendiri, CC BY -SA 4.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 64036780

GLUT1 adalah pengangkut glukosa yang tidak dapat dilepaskan, iaitu, mampu mengangkut glukosa ke satu arah, dari luar sel ke sitosol.

Ia tergolong dalam penyebaran superfamilia transporter (MSF), yang diedarkan secara meluas dalam banyak organisma yang berbeza. Ia juga mengambil bahagian dalam pengangkutan transmembranal sebilangan besar molekul organik kecil.

Urutan peptida 492 asid amino sangat dipelihara dalam organisma yang berbeza di mana ia telah dikenalpasti, yang tidak sukar untuk dipercayai kerana penggunaan glukosa untuk mendapatkan tenaga merupakan pusat pokok metabolik kehidupan.

Struktur Glut 1

GLUT1 adalah protein membran multipaso integral yang terdiri daripada 492 sisa asid amino. Jenis protein membran yang komprehensif ini dicirikan dengan menyeberangi lipid bilayer beberapa kali.

Struktur kimia tiga dimensi protein biasanya ditentukan melalui kristalografi x -ray. Yang terakhir adalah teknik yang digunakan secara meluas oleh biokimia untuk membina semula model struktur menggunakan kristal protein tulen yang ingin anda pelajari.

Dalam protein yang sangat dipelihara sebagai GLUT1, menentukan struktur protein organisma tunggal dapat mencukupi. Atas sebab ini setakat ini penyelidik telah menentukan struktur kristal GLUT1 mutan E3229.

Seperti semua ahli fasilitator utama superfamily (MSF), struktur GLUT1 diwakili oleh 12 kipas transmembranal.

Boleh melayani anda: mesosom

Di samping itu, dalam GLUT1 E3229, ujung amino dan karboksil peptida adalah pseudo-simetrik dan berorientasikan ke arah sitosol. Susunan ekstrem ini menghasilkan poket atau rongga yang terbuka di dalam sel sel dan yang merupakan persimpangan untuk glukosa.

Perubahan dalam struktur GLUT1 menentukan pengangkutan glukosa ke sel

Oleh kerana glukosa biasanya diangkut dari luar ke pedalaman selular, penemuan bahawa tapak kesatuan untuk gula ini berorientasikan ke arah sitosol menghasilkan kebingungan tertentu.

Walau bagaimanapun, kekeliruan ini mendapati penyelesaian dalam hasil yang dibuang oleh siasatan biokimia yang menunjukkan bahawa perubahan dalam bentuk protein berlaku, yang membolehkan untuk mendedahkan tapak kesatuan glukosa terlebih dahulu di satu sisi membran dan kemudian di sisi lain.

 Ini tidak bermakna bahawa protein berputar melalui membran, tetapi kesatuan gula memperkenalkan perubahan supaya, sebagai pintu, ia mendedahkan glukosa di dalamnya.

Glut 1 fungsi

Oleh kerana GLUT1 adalah pengangkut ekspresi konstitutif, iaitu, ia sentiasa dinyatakan dalam kebanyakan sel mamalia, fungsi yang dilakukannya adalah penting untuk sel -sel ini. Malah, ia dinyatakan dalam hampir semua tisu janin tepat kerana semasa fasa pembangunan bekalan tenaga yang tinggi diperlukan untuk menjamin pertumbuhan.

Walau bagaimanapun, ekspresinya berkurang selepas kelahiran di beberapa tisu seperti hati, di mana ungkapan isoforms lain seperti GLUT4 kini meningkat.

Untuk erythrocytes, ia sangat penting, kerana yang kedua bergantung secara eksklusif pada glukosa untuk mendapatkan tenaga kerana mereka kekurangan mitokondria. Walau bagaimanapun, ia masih bertanggungjawab untuk pengumpulan glukosa untuk mengekalkan pernafasan di seluruh jenis sel.

Boleh melayani anda: Spindle mitosis

Oleh kerana GLUT1 mencapai kepekatan yang tinggi dalam sel endothelium vaskular dari banyak organ dan tisu, salah satu fungsinya adalah untuk membawa glukosa dari darah.

Pengangkutan hexosas lain seperti manusia, galaktosa dan glukosamin oleh GLUT1, tidak meragui hubungan langsungnya dengan metabolisme tenaga, kerana dari semua ATP hexosous ini dapat dihasilkan.

Di samping itu, pengumpulan dan pengangkutan vitamin C dalam sel -sel yang tidak dapat mensintesisnya juga menjadi salah satu fungsi yang dilaporkan untuk penerima di mana -mana ini.

Rujukan

1. Chen LY, Phelix CF. Gating extracellular pengangkutan glukosa melalui Gluth 1. Biochem biophys res commun. 2019; 511 (3): 573-578.
2. Cunningham P, Naphthalin RJ. Pencegahan pengangkutan glukosa sensitif suhu yang menyimpang melalui mutan identasi pengangkut glukosa. J Membi Biol. 2013; 246 (6): 495-511.
3. Deng D, Xu C, Sun P, Wu J, Yan C, Hu M, Yan N. Struktur Kristal Pengangkut Glukosa Manusia GLUT1. Alam. 2014; 510 (7503): 121-125.
4. Deng D, Yan N. Penghabluran dan penentuan struktur pengangkut glukosa manusia GLUT1 dan GLUT3. Kaedah Mol Biol. 2018; 1713: 15-29.
5. Fu. Kajian mekanistik pengangkutan glukosa manusia yang dimediasi oleh GLUT1. Model J Chem Inf. 2016; 56 (3): 517-526.
6. Mueckler M, Makepeace C. Analisis segmen transmembran 8 dari pengangkut glut1 glukosa oleh mutagegenesis pengimbasan cysteine ​​dan aksesv cysteine ​​yang digantikan. J Biol Chem. 2004; 279 (11): 10494-10499.
7. Philip l. Bab 13-membran pengangkutan. Membran sel (edisi ketiga). 2016, ms 335-378.
8. Simmons r. Pengangkutan glukosa sel dan pengendalian glukosa semasa perkembangan janin dan neonatal. Fisiologi janin dan neonatal (edisi kelima). 2017; 1 pp 428-435.