Interested Article - GLUT1

GLUT1 ( ГЛЮТ-1 , глюкозный транспортёр тип 1 ), также известен как SLC2A1 (сокр. от англ. solute carrier family 2, facilitated glucose transporter member 1 ) — однонаправленный белок-переносчик глюкозы . У человека кодируется геном . GLUT1 способствует переносу глюкозы через плазматическую мембрану клеток млекопитающих .

Широко распространён в фетальных тканях. У взрослых максимальная экспрессия наблюдается в эритроцитах , а также в клетках эндотелия барьерных тканей, таких как ГЭБ .

Обнаружение

GLUT1 был первым обнаруженным переносчиком глюкозы. GLUT1 крайне консервативен. У человека и мышей гомологичность данного белка составляет 98%. Гомологичность с другими глюкозными транспортёрами составляет 40%.

Функция

Энергопроизводящий метаболизм в эритроцитах зависит от постоянного притока глюкозы из плазмы крови , в которой концентрация глюкозы поддерживается на уровне около 5 ммоль/л. Глюкоза проникает в эритроциты через глюкозный транспортёр благодаря облегченной диффузии, со скоростью проникновения, в 50 000 раз превышающей скорость простой трансмембранной диффузии. Глюкозные транспортёры в эритроцитах (GLUT1) — интегральные мембранные белки , имеющие 12 гидрофобных сегментов, каждый из которых, как считается, является пересекающей мембрану спиралью . Детальная структура GLUT1 пока неизвестна, но одна из перспективных моделей предполагает, что несколько расположенных друг рядом с другом спиралей формируют трансмембранный канал с гидрофильными остатками, которые могут связываться с глюкозой по ходу её движения по каналу .

GLUT1 отвечает за усвоение базальной глюкозы, необходимое для обеспечения процесса дыхания всех клеток. Уровни экспрессии GLUT1 в клеточных мембранах увеличиваются при уменьшении уровня глюкозы, и наоборот.

GLUT1 также является важным рецептором, участвующим в усвоении витамина C , особенно у млекопитающих, которые его не производят. У млекопитающих, производящих витамин C, вместо GLUT1 часто экспрессируется GLUT4 .

Структура

GLUT1 следует уравнению Михаэлиса — Ментен и содержит 12 пересекающих мембрану альфа-спиралей, каждая из которых состоит из 20 аминокислотных остатков. Анализ показывает, что спирали являются амфифильными , с одной стороны полярными, с другой — гидрофобными . Шесть из этих альфа-спиралей связываются вместе в мембране, в центре создавая канал, через который может проходить глюкоза. Снаружи канала расположены гидрофобные регионы, рядом с хвостами жирных кислот мембраны.

Клиническая значимость

Мутации гена SLC2A1 ответственны за дефицит GLUT1, также известный как , редкое аутосомно -доминантное заболевание . Это заболевание характеризуется низкой концентрацией глюкозы в спинномозговой жидкости ( ), формой , возникающей из-за нарушенного транспорта глюкозы через гемато-энцефалический барьер.

GLUT1 также выступает рецептором для T-лимфотропного вируса человека , благодаря которому вирус проникает в клетки .

Также была продемонстрирована возможность использования GLUT1 в качестве точного гистохимического маркера для младенческой гемангиомы .

Взаимодействия

Было продемонстрировано взаимодействие GLUT1 с белком .

В мозге есть два типа белка GLUT1: 45k и 55k. GLUT1 45k встречается в клетках астроглии , а GLUT1 55k в капиллярах мозга и отвечает за транспорт глюкозы из крови через гематоэнцефалографический барьер. Недостаток последнего приводит к снижению уровня глюкозы в спинномозговой жидкости (менее чем 60 mg/dl), что может приводить к судорогам.

DERL3, недавно открытый ингибитор белка GLUT1, метилируется при коллатеральном раке. При этом таком раке метилирование DERL3 по-видимому опосредует Эффект Варбурга .

Ингибиторы

Fasentin — низкомолекулярный ингибитор внутриклеточного домена GLUT1, предотвращает поглощение глюкозы .

См. также

Углеводный обмен

Примечания

Deng Dong , Xu Chao , Sun Pengcheng , Wu Jianping , Yan Chuangye , Hu Mingxu , Yan Nieng. // Nature. — 2014. — 18 мая ( т. 510 , № 7503 ). — С. 121—125 . — ISSN . — doi : . [ ]
↑ Mueckler M., Caruso C., Baldwin S.A., Panico M., Blench I., Morris H.R., Allard W.J., Lienhard G.E., Lodish H.F. Sequence and structure of a human glucose transporter (англ.) // Science : journal. — 1985. — September ( vol. 229 , no. 4717 ). — P. 941—945 . — doi : . — .
Olson A.L., Pessin J.E. Structure, function, and regulation of the mammalian facilitative glucose transporter gene family (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1996. — Vol. 16 . — P. 235—256 . — doi : . — .
. Дата обращения: 25 апреля 2015. Архивировано 19 марта 2015 года. . Дата обращения: 25 апреля 2015. Архивировано 19 марта 2015 года.
Montel-hagen A., Kinet S., Manel N et al. Erythrocyte Glut1 Triggers Dehydroascorbic Acid Uptake in Mammals Unable to Synthesize Vitamin C (англ.) // Cell : journal. — Cell Press , 2008. — Vol. 132 , no. 6 . — P. 1039—1048 . — doi : . — .
Seidner G., Alvarez M.G., Yeh J.I., et al. GLUT-1 deficiency syndrome caused by haploinsufficiency of the blood–brain barrier hexose carrier (англ.) // Nat. Genet. : journal. — 1998. — Vol. 18 , no. 2 . — P. 188—191 . — doi : . — .
Manel N., Kim F.J., Kinet S., Taylor N., Sitbon M., Battini J.L. (англ.) // Cell : journal. — Cell Press , 2003. — November ( vol. 115 , no. 4 ). — P. 449—459 . — doi : . — . 6 марта 2019 года.
North P.E., Waner M., Mizeracki A., Mihm M.C. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2000. — January ( vol. 31 , no. 1 ). — P. 11—22 . — doi : . — . 20 апреля 2013 года.
Bunn R.C., Jensen M.A., Reed B.C. Protein interactions with the glucose transporter binding protein GLUT1CBP that provide a link between GLUT1 and the cytoskeleton (англ.) // Molecular Biology of the Cell : journal. — 1999. — April ( vol. 10 , no. 4 ). — P. 819—832 . — doi : . — . — PMC .
Lopez-Serra, P. et al. A DERL3-associated defect in the degradation of SLC2A1 mediates the Warburg effect. Nat. Commun. 5:3608 doi: 10.1038/ncomms4608 (2014). от 10 июня 2016 на Wayback Machine
Wood T.E., Dalili S., Simpson C.D., Hurren R., Mao X., Saiz FS et al. (англ.) // Mol Cancer Ther : journal. — 2008. — Vol. 7 , no. 11 . — P. 3546—3555 . — doi : . — .

Литература

North P.E., Waner M., Mizeracki A., Mihm M.C. GLUT1: a newly discovered immunohistochemical marker for juvenile hemangiomas (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2000. — January ( vol. 31 , no. 1 ). — P. 11—22 . — doi : . — .
Hruz P.W., Mueckler M.M. Structural analysis of the GLUT1 facilitative glucose transporter (review) (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2002. — Vol. 18 , no. 3 . — P. 183—193 . — doi : . — .
Baumann M.U., Deborde S., Illsley N.P. Placental glucose transfer and fetal growth (неопр.) // Endocrine. — 2003. — Т. 19 , № 1 . — С. 13—22 . — doi : . — .
Mobasheri A., Richardson S., Mobasheri R., et al. Hypoxia inducible factor-1 and facilitative glucose transporters GLUT1 and GLUT3: putative molecular components of the oxygen and glucose sensing apparatus in articular chondrocytes (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2006. — Vol. 20 , no. 4 . — P. 1327—1338 . — .
Кожанова Т.В. ,Жилина С.С.,Мещерякова Т.И., Айвазян С.О., Осипова К.В., Сушко Л.М., Лукьянова Е.Г., Притыко А.Г. // Медицинская генетика. — 2016. — № 7 . — С. 28—32 . — ISSN .