GLUT3 ( ГЛЮТ-3 , глюкозный транспортёр тип 3 ), также известный как SLC2A3 (сокр. от англ. solute carrier family 2, facilitated glucose transporter member 3 ) — трансмембранный белок-переносчик глюкозы , с высокой аффиностью (сродством) по отношению к глюкозе . Экспрессируется и обнаруживается в большой степени в нейронах ЦНС , вследствие высокой потребности данной системы в глюкозе, как основного источника энергии. GLUT3 также был изучен в других типах клеток, которые нуждаются в высокой потребности в глюкозе, такие как: сперматозоиды , предимплантантные эмбрионы, циркулирующие белые кровяные тельца и клеточные линии раковых опухолей . Ген, кодирующий белок у человека локализован на 12-ой хромосоме .

GLUT3 стал третьим по счёту глюкозным белком-переносчиком, который обнаружили в живом организме. Его клонировали в 1988 году из эмбриональной скелетной линии мышечных клеток, с использованием кДНК-зонда GLUT1 , который показал, что GLUT3 имеет 64,4 % различия по индентичности с GLUT1 .

Структура

GLUT3 представляет собой трансмембранный белок, состоящий из 496 аминокислот и имеющий молекулярную массу — 53924 Да .

Функции

Хотя было обнаружено, что GLUT3 экспрессируется в различных тканях, наиболее специфически он экспрессируется в нейронах , локализуется преимущественно в аксонах и дендритах , а также, но менее заметно, в соме (теле) нервной клетки . GLUT3 имеет как минимум в пять раз большую транспортную способность, чем GLUT1 или GLUT4, а также более высокое сродство к глюкозе, чем GLUT1, GLUT2 или GLUT4. Данные особенности переносчика критически важны, поскольку концентрация глюкозы вокруг нейронов составляет всего 1–2 ммоль/л по сравнению с 5–6 ммоль/л в сыворотке .

В головном мозге

Доставка и утилизация глюкозы в головном мозге млекопитающих опосредованы преимущественно высокомолекулярной формой GLUT1 в гематоэнцефалическом барьере , GLUT3 в популяциях нейронов и менее гликозилированной формой GLUT1 в остальной части паренхимы. GLUT3 считается основным, но не единственным нейрональным транспортером глюкозы, в то же время в нейронах были обнаружены и другие транспортёры глюкозы .

Экспрессия GLUT3 в нейронах крысы совпадает с половым созреванием и синаптической связью , а у мышей наблюдалась положительная корреляция между уровнями белков GLUT1, GLUT3 и региональной утилизацией глюкозы в головном мозге .

Центральная роль GLUT3 в метаболизме головного мозга была оспорена гипотезой лактатного челнока между астроцитами и нейронами (ANLS) , которая предполагает, что астроциты играют ключевую роль в связи между активностью нейронов и утилизацией глюкозы в головном мозге. Согласно этой гипотезе, астроцит, который полагается на GLUT1 для транспортировки глюкозы, является основным потребителем глюкозы в мозге, обеспечивая синтез лактата , который используется в качестве основного энергетического топлива для нейронов. Однако при моделировании кинетических характеристик и концентрации глюкозы в нейронах и нейроглии был сделан вывод, что способность нейронов транспортировать глюкозу через GLUT3 значительно превышает способность астроцитов транспортировать глюкозу посредством GLUT1 . Кроме того, демонстрация увеличения экспрессии GLUT3, связанного с увеличением утилизации глюкозы в головном мозге, служит дополнительным подтверждением центральной роли GLUT3 .

Примечания