GLUT1

GLUT1 ( GLUT-1 , přenašeč glukózy typu 1 ) je jednosměrný protein přenašeče glukózy . U lidí je kódován genem SLC2A1 [ 2] . GLUT1 usnadňuje transport glukózy přes plazmatickou membránu savčích buněk [3] .

Široce distribuován ve fetálních tkáních. U dospělých je maximální exprese pozorována v erytrocytech , stejně jako v endoteliálních buňkách bariérových tkání, jako je BBB .

Objev

GLUT1 byl první objevený přenašeč glukózy. GLUT1 je extrémně konzervativní. [2] U lidí a myší je homologie tohoto proteinu 98 %. Homologie s jinými transportéry glukózy je 40 %.

Funkce

Energetický metabolismus v erytrocytech závisí na neustálém přísunu glukózy z krevní plazmy , ve které je koncentrace glukózy udržována kolem 5 mmol/l. Glukóza vstupuje do erytrocytů přes glukózový transportér usnadněnou difúzí, rychlostí penetrace 50 000krát vyšší než u jednoduché transmembránové difúze. Erytrocytární glukózové transportéry (GLUT1) jsou integrální membránové proteiny s 12 hydrofobními segmenty, z nichž každý je považován za spirálu procházející membránou . Podrobná struktura GLUT1 zatím není známa, ale jeden slibný model naznačuje, že několik sousedních šroubovic tvoří transmembránový kanál s hydrofilními zbytky, které se mohou vázat na glukózu, když se pohybuje kanálem [4] .

GLUT1 je zodpovědný za příjem bazální glukózy, která je nezbytná pro proces dýchání všech buněk. Hladiny exprese GLUT1 v buněčných membránách se zvyšují s klesajícími hladinami glukózy a naopak.

GLUT1 je také důležitým receptorem zapojeným do vychytávání vitaminu C , zejména u savců, kteří jej neprodukují. Savci produkující vitamín C často exprimují GLUT4 místo GLUT1 [5] .

Struktura

GLUT1 se řídí Michaelis-Mentenovou rovnicí a obsahuje 12 membránových alfa helixů, z nichž každý se skládá z 20 aminokyselinových zbytků. Analýza ukazuje, že spirály jsou amfifilní , polární na jedné straně a hydrofobní na straně druhé . Šest z těchto alfa helixů se váže dohromady v membráně a vytváří kanál ve středu, kterým může procházet glukóza. Vně kanálu jsou hydrofobní oblasti, přiléhající k ocasům mastných kyselin membrány.

Klinická relevance

Mutace v genu SLC2A1 jsou zodpovědné za nedostatek GLUT1, také známý jako De Vivo choroba , vzácné autosomálně dominantní onemocnění [6] . Toto onemocnění je charakterizováno nízkou koncentrací glukózy v mozkomíšním moku ( hypoglykorachie ), což je forma neuroglykopenie , ke které dochází v důsledku zhoršeného transportu glukózy přes hematoencefalickou bariéru.

GLUT1 také působí jako receptor pro lidský T-lymfotropní virus , přes který virus vstupuje do buněk [7] .

Byla také prokázána možnost použití GLUT1 jako přesného histochemického markeru pro infantilní hemangiom [8] .

Interakce

Byla prokázána interakce GLUT1 s proteinem GIPC1 [9] .

V mozku jsou dva typy proteinu GLUT1: 45k a 55k. GLUT1 45k se nachází v astrogliálních buňkách , zatímco GLUT1 55k se nachází v mozkových kapilárách a je zodpovědný za transport glukózy z krve přes hematoencefalickou bariéru. Nedostatek posledně jmenovaného vede ke snížení hladiny glukózy v mozkomíšním moku (méně než 60 mg / dl), což může vést k záchvatům.

DERL3, nedávno objevený inhibitor proteinu GLUT1, je methylován u kolaterální rakoviny. U takových rakovin se zdá, že methylace DERL3 zprostředkovává Warburgův efekt [10] .

Inhibitory

Fasentin je nízkomolekulární inhibitor intracelulární domény GLUT1, který zabraňuje vychytávání glukózy [11] .

Viz také

• metabolismus sacharidů

Poznámky

1. ↑ Deng Dong , Xu Chao , Sun Pengcheng , Wu Jianping , Yan Chuangye , Hu Mingxu , Yan Nieng. Krystalová struktura lidského glukózového transportéru GLUT1  // Příroda. - 2014. - 18. května ( roč. 510 , č. 7503 ). - S. 121-125 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/příroda13306 .
2. ↑ 1 2 Mueckler M., Caruso C., Baldwin SA, Panico M., Blench I., Morris HR, Allard WJ, Lienhard GE, Lodish HF Sekvence a struktura lidského glukózového transportéru  //  Science : journal . - 1985. - září ( roč. 229 , č. 4717 ). - S. 941-945 . - doi : 10.1126/science.3839598 . — PMID 3839598 .
3. ↑ Olson AL, Pessin JE Struktura, funkce a regulace savčí rodiny genů pro facilitativní transportér glukózy  //  Annu . Rev. Nutr. : deník. - 1996. - Sv. 16 . - str. 235-256 . - doi : 10.1146/annurev.nu.16.070196.001315 . — PMID 8839927 .
4. ↑ Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Získáno 25. dubna 2015. Archivováno z originálu 19. března 2015.  (neurčitý)  Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 25. dubna 2015. Archivováno z originálu 19. března 2015. (neurčitý) 
5. ↑ Montel-hagen A., Kinet S., Manel N et al. Glut1 erytrocytů spouští příjem kyseliny dehydroaskorbové u savců neschopných syntetizovat vitamín C  // Cell  :  journal. - Cell Press , 2008. - Vol. 132 , č.p. 6 . - S. 1039-1048 . - doi : 10.1016/j.cell.2008.01.042 . — PMID 18358815 .
6. ↑ Seidner G., Alvarez MG, Yeh JI, et al. Syndrom nedostatku GLUT-1 způsobený haploinsuficiencí hexosového nosiče hematoencefalické bariéry  (anglicky)  // Nat. Genet.  : deník. - 1998. - Sv. 18 , č. 2 . - S. 188-191 . - doi : 10.1038/ng0298-188 . — PMID 9462754 .
7. ↑ Manel N., Kim FJ, Kinet S., Taylor N., Sitbon M., Battini JL Všudypřítomný přenašeč glukózy GLUT-1 je receptor pro HTLV  // Cell  :  journal. - Cell Press , 2003. - Listopad ( roč. 115 , č. 4 ). - str. 449-459 . - doi : 10.1016/S0092-8674(03)00881-X . — PMID 14622599 . Archivováno z originálu 6. března 2019.
8. ↑ North PE, Waner M., Mizeracki A., Mihm MC GLUT1: nově objevený imunohistochemický marker pro juvenilní hemangiomy   // Hum . Pathol. : deník. - 2000. - leden ( roč. 31 , č. 1 ). - str. 11-22 . - doi : 10.1016/S0046-8177(00)80192-6 . — PMID 10665907 . Archivováno z originálu 20. dubna 2013.
9. ↑ Bunn RC, Jensen MA, Reed BC Proteinové interakce s proteinem vázajícím glukózový transportér GLUT1CBP, které poskytují spojení mezi GLUT1 a cytoskeletem  // Molecular Biology of the Cell  : časopis  . - 1999. - Duben ( roč. 10 , č. 4 ). - S. 819-832 . doi : 10.1091 / mbc.10.4.819 . — PMID 10198040 .
10. ↑ Lopez-Serra, P. a kol. Defekt v degradaci SLC2A1 spojený s DERL3 zprostředkovává Warburgův efekt. Nat. komunální. 5:3608 doi:10.1038/ncomms4608 (2014). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24699711 Archivováno 10. června 2016 na Wayback Machine
11. ↑ Wood TE, Dalili S., Simpson CD, Hurren R., Mao X., Saiz FS et al. Nový inhibitor vychytávání glukózy senzibilizuje buňky k FAS-indukované buněčné smrti  (anglicky)  // Mol Cancer Ther: journal. - 2008. - Sv. 7 , č. 11 . - S. 3546-3555 . - doi : 10.1158/1535-7163.MCT-08-0569 . — PMID 19001437 .

Literatura

• North PE, Waner M., Mizeracki A., Mihm MC GLUT1: nově objevený imunohistochemický marker pro juvenilní hemangiomy   // Hum . Pathol. : deník. - 2000. - leden ( roč. 31 , č. 1 ). - str. 11-22 . - doi : 10.1016/S0046-8177(00)80192-6 . — PMID 10665907 .
• Hruz PW, Mueckler MM Strukturální analýza GLUT1 facilitativního glukózového transportéru (přehled  )  // Mol. Člen Biol. : deník. - 2002. - Sv. 18 , č. 3 . - S. 183-193 . - doi : 10.1080/09687680110072140 . — PMID 11681785 .
• Baumann MU, Deborde S., Illsley NP Placentární přenos glukózy a růst plodu  (neopr.)  // Endokrinní. - 2003. - T. 19 , č. 1 . - S. 13-22 . - doi : 10.1385/ENDO:19:1:13 . — PMID 12583599 .
• Mobasheri A., Richardson S., Mobasheri R. a kol. Hypoxií indukovatelný faktor-1 a facilitativní glukózové transportéry GLUT1 a GLUT3: domnělé molekulární složky aparátu pro snímání kyslíku a glukózy v kloubních chondrocytech  (anglicky)  // Histol. histopathol. : deník. - 2006. - Sv. 20 , č. 4 . - S. 1327-1338 . — PMID 16136514 .
• Kožanova T.V. , Zhilina S.S., Meshcheryakova T.I., Aivazyan S.O., Osipova K.V., Sushko L.M., Lukyanova E.G., Prityko A.G. Syndrom nedostatku glukózového transportéru typu I (onemocnění de Vivo): klinické a genetické aspekty  // Lékařská genetika. - 2016. - č. 7 . - S. 28-32 . — ISSN 2073-7998 .