GLUT 2: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang GLUT2 ay isang low-affinity glucose transporter na ipinahayag sa mga lamad ng pancreatic, atay, bato, at mga bituka na cell pati na rin sa mga astrocytes at tanicytes. Bilang karagdagan sa mga mediating transportasyon ng glucose, kasangkot din ito sa transportasyon ng fructose, galactose, at glucosamine; kaya higit pa sa isang glucose transporter ito ay isang hexose transporter.

Ang katotohanan na ito ay may isang mababang pagkakaugnay para sa glucose ay nagbibigay-daan ito upang kumilos bilang isang sensing na protina para sa mga antas ng glucose sa dugo. Samakatuwid, nakikilahok ito sa kontrol ng regulasyon ng maraming mga kaganapan sa physiological na tumutugon sa mga pagbabago sa konsentrasyon ng glucose sa dugo.

Ang facilitated diffusion glucose transporter type 2 (GLUT2) ay nagbabago ng pagsasaayos nito sa pamamagitan ng pagpapakilos ng nagbubuklod na site para sa glucose mula sa panlabas na bahagi hanggang sa panloob na bahagi ng lamad (transporter protein). Ni LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], mula sa Wikimedia Commons.

Kabilang sa maraming mga proseso na kinokontrol nito, ang sumusunod ay nanatiling: 1) ang pagpapakawala ng insulin sa pamamagitan ng pancreatic cells na pinasigla ng mataas na konsentrasyon ng glucose; 2) glucagon pagtatago ng mga hepatocytes para sa produksyon ng glucose sa hypoglycemia.

Pinadali ang transportasyon ng glucose sa cell

Humigit-kumulang 75% ng glucose na pumapasok sa cell upang mag-gasolina ng mga metabolic pathway para sa paggawa ng enerhiya ay ginagawa ito sa pamamagitan ng isang mekanismo ng passive transport na pinadali ng integral na mga protina ng lamad na tinatawag na mga transporter.

Ang mekanismo ng transportasyon na ito ay malawak na kilala bilang pinapadali pagsabog. Hindi ito nangangailangan ng isang kontribusyon ng enerhiya na isinasagawa at bibigyan ng pabor sa isang gradient na konsentrasyon. Iyon ay, mula sa isang lugar na may mataas na konsentrasyon hanggang sa isa sa mababang konsentrasyon.

Hindi bababa sa 14 na isoform ng glucose na pinadali ang mga transportasyon ng pagsasabog, kabilang ang GLUT2, ay nakilala hanggang sa kasalukuyan. Ang lahat ng mga ito ay nabibilang sa pangunahing superfamily ng mga facilitator (MSF) at, sa pamamagitan ng pinagkasunduan, na tinatawag na GLUT (para sa acronym sa Ingles ng "Glucose Transporters").

Ang iba't ibang mga GLUT na ipinakilala hanggang sa kasalukuyan ay naka-encode ng mga SLC2A gen at nagpapakita ng mga minarkahang pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng amino acid, kagustuhan para sa mga substrates na kanilang dinadala, at pamamahagi ng cellular at tissue.

Mga Tampok ng GLUT2

Ang GLUT2 ay nagpapakilos ng glucose sa pamamagitan ng isang mekanismo ng transportasyon sa isang direksyon (uniport). Ang pagpapaandar na ito ay isinasagawa din ng GLUT1, ang pinaka-sagana na transporter ng glucose sa halos lahat ng mga selula ng mammalya.

Gayunpaman, hindi tulad nito, mayroon itong isang napakababang pagkakaugnay para sa glucose, na nangangahulugang ito ay may kakayahang dalhin ito kapag ang mga konsentrasyon ng asukal na ito ay may posibilidad na maabot ang napakataas na halaga sa ekstraselular na kapaligiran.

Sa kabila ng pagkakaroon ng isang mababang pagkakaugnay para sa glucose, mayroon itong isang mataas na kapasidad ng transportasyon, na nagpapahiwatig na maaari itong magdala ng malaking halaga ng hexose na ito sa mataas na bilis. Ang dalawang katangian na ito ay lilitaw na nauugnay sa papel ng transporter na ito sa pagtugon sa mga banayad na pagbabago sa konsentrasyon ng glucose.

Ang mga pag-aaral ng character na Molecular na character ng transporter na ito ay nagpakita na wala itong natatanging pagtutukoy para sa glucose. Sa kabaligtaran, nagawa nitong i-mediate ang passive transportasyon ng fructose, galactose, mannose at glucosamine. Ang paglalahad ng mababang pagkakaugnay para sa unang tatlo at mataas na pagkakaugnay para sa glucosamine.

Yamang ang lahat ng mga molekulang ito ay mga asukal na may anim na carbon atoms, maaari itong isaalang-alang bilang isang transporter ng hexose kaysa sa isang transporter ng glucose.

Istruktura ng GLUT2

Ang GLUT2 ay may pagkakasunud-sunod ng peptide 55% na magkapareho sa mataas na transporter ng kaakibat para sa glucose na GLUT1.

Gayunpaman, sa kabila ng mababang porsyento ng pagkakapareho sa pagitan ng mga pagkakasunud-sunod ng parehong mga transporter, ang mga pag-aaral na isinagawa ng X-ray crystallography ay nagpakita na nagpapakita sila ng isang katulad na istraktura.

Ang istraktura na ito ay tumutugma sa na ng isang multipass na transmembrane protina sa α-helix. Iyon ay, tinatawid nito ang lamad ng maraming beses sa pamamagitan ng mga segment ng transmembrane na mayroong pagsasaayos ng α-helix.

Tulad ng sa lahat ng mga miyembro ng pangunahing super pamilya ng mga facilitator (MSF), kung saan kabilang ito, 12 helical na mga segment ang tumatawid sa lamad. Anim sa mga ito ay muling ayusin ang kanilang mga sarili spatially upang makabuo ng isang hydrophilic pore sa pamamagitan ng kung saan ang mga sugars ay pinapakilos.

Dapat pansinin na ang site ng nagbubuklod na hexose ay tinukoy ng orientation at pseudopsymmetry na ipinakita ng carboxyl at amino terminal na nagtatapos ng protina. Parehong nakalantad sa magkabilang panig ng lamad ay bumubuo ng isang lukab kung saan ang pag-aayos ng anim na mga asukal na asukal ay kinikilala, pinadali ang kanilang unyon.

Ang isang pagbabago sa istraktura ng transporter ay nauugnay sa mekanismo na ginamit nito upang maihatid ang mga sugars mula sa isang bahagi ng lamad patungo sa isa. Ang pagpapapangit ng istruktura na ito ay ginagawang posible upang mapakilos ang binding site patungo sa panig ng cytoplasmic, kung saan ang paglabas ng molekula na mabilis na naipadala.

Mga Tampok ng GLUT2

Bilang karagdagan sa pag-mediate ng sunud-sunod na pagkakasunud-sunod ng glucose, mannose, galactose, at glucosamine sa loob ng cell, maraming mga pag-andar ng pisyolohikal ang naugnay sa pagpapahayag ng transporter na ito sa iba't ibang uri ng cell.

Marami sa mga pagpapaandar na ito ay natutukoy gamit ang mga diskarte sa pagsugpo sa gene. Ang huli ay binubuo ng pagpigil sa pagpapahayag ng gene na ang pag-andar ay pag-aralan sa mga selula ng isang tukoy na tisyu o ng isang kumpletong organismo.

Sa kahulugan na ito, ang pagharang sa pagpapahayag ng GLUT2 sa mga daga ay nagsiwalat na ang protina na ito ay bumubuo ng pangunahing paraan ng transportasyon ng glucose sa parehong mga selula ng kidney at atay. Bilang karagdagan, ang transportasyon ng galactose at fructose ay hindi nauugnay sa henerasyon ng glucose mula sa mga asukal na ito sa pamamagitan ng gluconeogenesis.

Bilang karagdagan, ipinakita na ito ay nagsasagawa ng isang papel na pang-regulasyon sa iba't ibang mga pag-andar ng physiological, dahil ang mababang pagkakaugnay nito para sa glucose ay nagpapahintulot na makita kung ang mataas na konsentrasyon ng asukal na ito.

Papel ng GLUT2 sa pagpapanatili ng cell homeostasis

Dahil natutupad nito ang isang kritikal na pag-andar sa henerasyon ng enerhiya ng lahat ng mga cell, lalo na ang mga selula ng nerbiyos, ang konsentrasyon nito sa dugo ay dapat mapanatili malapit sa isang halaga ng 5mmol / l. Ang mga pagkakaiba-iba sa konsentrasyon na ito ay palaging sinusubaybayan ng mga regulasyon na protina sa pamamagitan ng mga mekanismo ng "glucose detection".

Ang mga mekanismong ito ay binubuo ng mga estratehiyang molekular na nagbibigay-daan sa isang mabilis na pagtugon sa biglaang mga pagkakaiba-iba sa konsentrasyon ng glucose. Sa kahulugan na ito, ang expression ng GLUT2 sa lamad ng mga cell na ang mga pag-andar ay naisaaktibo ng hyperglycemia ay nagbibigay sa ito ng isang papel na regulasyon.

Sa katunayan, ipinakita na ang pagtatago ng insulin ng mga selula ng pancreatic ay na-trigger ng pagtuklas ng glucose sa pamamagitan ng GLUT2.

Ang pagtatago ng insulin ng mga selula ng pancreatic ay na-trigger ng pagtuklas ng glucose sa pamamagitan ng GLUT2. Ni Joshua J Reed, mula sa Wikimedia Commons.

Bilang karagdagan, pinapamagitan nito ang autonomic nervous control ng pagpapakain, thermoregulation at ang paggana ng mga pancreatic cells na pinasigla ng pagtuklas ng glucose.

Kapag bumaba ang mga antas ng GLUT2 sa mga selula ng nerbiyos gumawa sila ng isang positibong signal upang ma-trigger ang pagtatago ng glucagon. Naaalala na ang glucagon ay isang hormone na nagtataguyod ng paggawa ng glucose sa atay mula sa mga tindahan ng glycogen.

Mga Sanggunian

1. Burcelin R, Thorens B. Katibayan na extrapancreatic GLUT nakasalalay ang mga sensor ng glucose na glucoseglucagon na pagtatago. Diabetes. 2001; 50 (6): 1282-1289.
2. Kellett GL, Brot-Laroche E, Mace OJ, Leturque A. Pagsipsip ng asukal sa bituka: ang papel ng GLUT2. Annu Rev Nutr. 2008; 28: 35-54.
3. Lamy CM, Sanno H, Labouèbe G, Picard A, Magnan C, Chatton JY, Thorens B. Hypoglycemia-activated GLUT2 neurons ng mga nucleus tractus solitaries ay nagpapasigla ng aktibidad ng vagal at pagtatago ng glandagon. Cell Metab. 2014; 19 (3): 527-538.
4. Mueckler M, Thorens B. Ang SLC2 (GLUT) pamilya ng mga may dalang lamad. Mol Aspects Med. 2013; 34 (2-3): 121-38.
5. Tarussio D, Metref S, Seyer P, Mounien L, Vallois D, Magnan C, Foretz M, Thorens B. Ang nerbiyos na glucose sensing ay kinokontrol ang postnatal β cell paglaganap at glucose homeostasis. J Clin Invest. 2014; 124 (1): 413-424.
6. B. GLUT2 sa pancreatic at extra-pancreatic gluco-detection (pagsusuri). Mol Membr Biol. 2001; 18 (4): 265-273.
7. Thorens B, Mueckler M. Glucose transporters sa ika-21 Siglo. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2010; 298 (2): E141-E145.
8. Thorens B. GLUT2, glucose sensing at glucose homeostasis. Diabetolohiya. 2015; 58 (2): 221-232.