Ciri -ciri GLUT4, Struktur, Fungsi

Glut4 Ia adalah protein pengangkutan glukosa asid 509 amino yang memberikan pertalian tinggi untuk gula ini. Ia tergolong dalam superfamil utama fasilitator utama (MSF) yang dicirikan dengan menyampaikan 12 helik transmembranal alfa. Seperti semua ahli keluarga ini, media pengangkutan glukosa yang difasilitasi memihak kepada kecerunan tumpuannya.

Lokasinya terhad kepada sel -sel sensitif sel oleh insulin, seperti adiposit dan myocytes. Dalam pengertian ini, bintang GLUT4 dalam mekanisme penyerapan glukosa utama di bawah keadaan hiperglikemia darah.

GLUT4 adalah satu -satunya pengangkut glukosa yang dikawal selia insulin. Oleh meiquer [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/)], dari Wikimedia Commons.

Kira -kira 95% GLUT4 disintesis oleh sel tetap bermastautin di sitosol di dalam vesikel. Vesikel ini bergabung dengan membran plasma yang mendedahkan penerima sebagai tindak balas kepada pengaktifan exocytosis yang dimediasi insulin.

Latihan otot rangka juga dapat mempromosikan penempatan semula pengangkut ini dalam membran sel, memandangkan permintaan tenaga yang tinggi bahawa sel -sel ini telah di bawah keadaan ini. Walau bagaimanapun, tanda -tanda yang merangsang sintesis mereka masih belum diketahui semasa aktiviti fizikal yang berpanjangan.

[TOC]

Ciri -ciri

Seperti penghantar ekspresi konstitutif GLUT1, GLUT4 memberikan pertalian yang tinggi untuk glukosa, yang diterjemahkan ke dalam kapasiti untuk menyertai glukosa walaupun kepekatan gula darah ini mencapai nilai yang sangat rendah.

Berbeza dengan isoforms yang bertanggungjawab untuk pengangkutan glukosa dalam keadaan basal (GLUT1 dan GLUT3) pengangkut ini tidak dinyatakan dalam membran sel embrio.

Sebaliknya, ia hanya dinyatakan dalam sel -sel tisu dewasa, terutamanya dalam tisu periferal yang kaya dengan kepekatan tinggi lemak coklat seperti jantung, otot rangka dan tisu adiposa. Walau bagaimanapun, ia juga telah dikesan dalam sel -sel kelenjar pituitari dan hipotalamus.

Boleh melayani anda: epitel silinder: ciri, jenis, fungsi

Dalam pengertian ini, adalah penting untuk menekankan bahawa pengedarannya terhad kepada sel -sel yang sensitif terhadap variasi kepekatan insulin, berkaitan dengan fakta menyampaikan ungkapan yang dikawal oleh hormon ini. Penyiasatan lain telah menunjukkan bahawa penguncupan otot juga dapat memberikan kesan pengawalseliaan terhadap ekspresi pengangkut ini.

Sebaliknya, kajian lokasi subselular telah menunjukkan bahawa GLUT2 mempunyai lokasi ganda antara sitosol dan membran. Di dalam petak sitosolik di mana peratusan tertinggi terletak, ia tinggal di pelbagai petak: dalam rangkaian trans-Golgi, endosom awal, vesikel yang dilindungi atau tidak oleh struktur sitoplasma clatrine dan tubulo-vesikular.

Struktur

Seperti semua ahli pengangkut glukosa yang terlibat dalam pengangkutan pasif yang memudahkan heksose ini (GLUTS), GLUT4 adalah protein transmembra multipasal dalam α-helix.

12 segmen transmembranal dalam konfigurasi α-helix menyeberangi plasma dan ruang subselular (vesikel) sel-sel di mana glut 4 dinyatakan.

Neraka 3, 5, 7 dan 11 diedarkan secara spasial untuk menimbulkan pembentukan saluran hidrofilik yang mana transit monosakarida berlaku dari ruang ekstrasel ke sitosol yang memihak kepada kecerunan kepekatan.

Hujung karboksil amino dan terminal protein berorientasikan ke arah sitoplasma, dalam konfigurasi konformasi yang mengakibatkan pembentukan pemegang pusat yang besar.

Kawasan yang dibatasi oleh kedua -dua hujungnya mewakili rantau protein yang penting secara fungsional kerana ia terlibat dalam koleksi dan kesatuan glukosa dan tindak balas terhadap papan tanda insulin. Sebagai tambahan kepada arahnya dari petak vesikular sitosolik ke membran plasma di mana ia akan berfungsi sebagai penghantar.

Bagaimana pengangkutan glukosa melalui GLUT4 berlaku?

Seperti semua ahli keluarga pengangkut glukosa yang terlibat dalam pengangkutan pasif yang fasilit.

Boleh melayani anda: turgiditi (biologi)

Ubah bentuk struktur yang disebabkan oleh persimpangan gula menggerakkan tapak kesatuan dari dadu luar membran ke sitosol di mana ia dikeluarkan. Sebaik sahaja ini telah berlaku, pengangkut memperoleh penyesuaian awalnya sekali lagi, dengan itu mendedahkan tapak tersebut kepada glukosa pada muka luar membran.

Fungsi

GLUT4 jenis protein penghantar glukosa bertanggungjawab untuk menjalankan mobilisasi glukosa dari medium ekstrasel ke sitosol, sebagai tindak balas kepada rangsangan yang dihasilkan oleh rembesan insulin yang dipertingkatkan dalam sel -sel tisu yang sensitif terhadap hormon ini, seperti yang mereka mengintegrasikan otot skeletal dan tisu adipose.

Untuk lebih memahami ini, adalah penting untuk diingat bahawa insulin adalah hormon yang dikeluarkan oleh sel -sel β pankreas sebagai tindak balas kepada kepekatan glukosa darah tinggi, melaksanakan mekanisme fisiologi yang mempromosikan penyerapan mereka oleh sel serta sintesis glikogen.

Memberi. Memainkan peranan utama dalam penggerak cepat glukosa darah apabila kepekatan monosakarida mencapai nilai yang sangat tinggi. Yang terakhir sangat diperlukan untuk mengekalkan homeostasis sel.

Penyerapan glukosa pesat ini menjadi mustahil untuk pertalian yang tinggi bahawa pengangkut ini ada untuk gula ini. Iaitu mengatakan bahawa ia dapat mengesannya walaupun pada kepekatan rendah, bergabung atau menangkapnya dengan cepat.

Sebaliknya, keupayaan untuk mengesan glukosa pada kepekatan rendah menerangkan kepentingan ekspresi GLUT4 dalam membran otot rangka semasa latihan, aktiviti yang mempunyai permintaan tenaga yang tinggi.

Boleh melayani anda: Apakah sitolisis?

Mobilisasi vesikel GLUT4 dari sitosol ke membran

Mekanisme Mobilisasi Vesikel Pembawa GLUT4 ke Membran. Oleh CNX OpenXAX [CC oleh 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/4.0)], dari Wikimedia Commons.

Dalam ketiadaan rangsangan insulin, kira -kira 95% GLUT4 direkrut dalam sitoplasma di dalam vesikel dari rangkaian Golgi trans.

Apabila kepekatan glukosa melebihi nilai fisiologi, air terjun isyarat dicetuskan bahawa mengakibatkan pelepasan insulin oleh pankreas.

Insulin yang dibebaskan kini dapat menyertai reseptor insulin yang terdapat dalam membran myocytes dan adiposit, menghantar isyarat yang diperlukan untuk mencetuskan pengaktifan exocytosis. Yang terakhir, menghasilkan gabungan vesikel pembawa GLUT4 dengan membran plasma.

Gabungan ini meningkatkan kepekatan penghantar dalam membran sel -sel ini sementara. Iaitu, apabila paras glukosa darah turun sehingga nilai basal dicapai, rangsangan hilang dan pengangkut dikitar semula oleh pengaktifan endositosis.

Rujukan

1. Bryant NJ, Kerajaan R, James DE. Pengangkutan terkawal pengangkut glycose GLUT4. Nat Rev Moll Cell Biol. 2002; 3 (4): 267-277.
2. Henriksen mis. Ulasan Jemput: Kesan latihan akut dan latihan senaman terhadap insulinresistance. J Appl Physiol (1985). 2002; 93 (2): 788-96.
3. Huang S, Ahli Parlimen Czech. Pengangkut glut4 glukosa. Metab sel. 2007; 5 (4): 237-252.
4. Kraniou dan, Cameron-Smith D, Misso M, Collier G, Hargreaves M. Kesan senaman pada ekspresi gen glut4 dan glikogenin dalam otot rangka manusia. J Appl Physiol (1985). 2000; 88 (2): 794-6.
5. Pesssin JE, Thurmond DC, Elmendorf JS, Coker KJ, Okada S. Asas molekul pengedaran vesicle GLUT4 yang dirangsang insulin. Biol Chem. 1999; 274 (5): 2593-2596.
6. Schulingkamp RJ, Pagano TC, Hung D, Raffa RB. Penerima Insulin dan Tindakan Insulin Di Otak: Kajian dan Implikasi Klinikal. Ulasan Neurosains dan Biobehavioral. 2000; 855-872.
7. Kayu adalah, Trayhurn P. Pengangkut glukosa. Br J Nut. 2003; 89 (1): 3-9.Zhao FQ, Keating AF. Sifat fungsional dan genomik pengangkut glukosa. Curr Genomics. 2007; 8 (2): 113-28.