Pengangkut glukosa
Pengangkut glukosa (glucose transporter, GLUT) ialah kumpulan protein membran luas yang memudahkan pengangkutan glukosa merentasi membran plasma, satu proses yang dikenali sebagai resapan berbantu. Oleh kerana glukosa adalah sumber tenaga yang penting untuk semua kehidupan, pengangkut ini terdapat dalam semua filum. Keluarga GLUT atau SLC2A ialah keluarga protein yang terdapat dalam kebanyakan sel mamalia. 14 jenis GLUT dikodkan oleh genom manusia. GLUT ialah sejenis protein pengangkut uniporter.
| Sugar_tr | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengenal pasti | |||||||||
| Simbol | Sugar_tr | ||||||||
| Pfam | PF00083 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0015 | ||||||||
| InterPro | IPR005828 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00190 | ||||||||
| TCDB | 2.A.1.1 | ||||||||
| Superkeluarga OPM | 15 | ||||||||
| Protein OPM | 4gc0 | ||||||||
| CDD | cd17315 | ||||||||
| |||||||||
Sintesis glukosa bebas
suntingKebanyakan sel bukan autotrof tidak dapat menghasilkan glukosa bebas kerana mereka ketiadaan ekspresi glukosa-6-fosfatase dan oleh itu, hanya terlibat dalam pengambilan glukosa dan katabolisme. Biasanya hanya dihasilkan dalam hepatosit, dan dalam keadaan berpuasa, tisu lain seperti usus, otot, otak, dan buah pinggang mampu menghasilkan glukosa berikutan pengaktifan glukoneogenesis.
Pengangkutan glukosa dalam mamalia
suntingGLUT ialah protein membran integral yang mengandungi 12 heliks merentangi membran dengan kedua-dua terminal amino dan karboksil terdedah pada bahagian sitoplasma membran plasma. Protein GLUT mengangkut glukosa dan heksosa berkaitan mengikut model konformasi ganti,[1][2][3] yang meramalkan bahawa pengangkut mendedahkan tapak pengikat substrat tunggal ke arah sama ada di luar atau dalam sel. Pengikatan glukosa ke satu tapak menimbulkan perubahan konformasi berkaitan pengangkutan, dan membebaskan glukosa ke bahagian lain membran. Tapak pengikat glukosa dalam dan luar, nampaknya, terletak di segmen transmembran 9, 10, 11;[4] juga, motif DLS yang terletak di segmen transmembran ketujuh boleh terlibat dalam pemilihan dan pertalian substrat yang diangkut.[5][6]
Jenis
suntingSetiap isoform pengangkut glukosa memainkan peranan khusus dalam metabolisme glukosa yang ditentukan oleh corak ekspresi tisu, kekhususan substrat, kinetik pengangkutan, dan ekspresi terkawal dalam keadaan fisiologi yang berbeza.[7] Sehingga kini, 14 ahli GLUT/SLC2 telah dikenal pasti.[8] Berdasarkan persamaan urutan, keluarga GLUT telah dibahagikan kepada tiga subkelas.
Kelas I
suntingKelas I terdiri daripada pengangkut glukosa dicirikan baik, yakni GLUT1-GLUT4.[9]
| Nama | Pengagihan | Nota |
| GLUT1 | Wujud secara meluas dalam tisu janin. Pada orang dewasa, ia dinyatakan pada tahap tertinggi dalam eritrosit dan juga dalam sel endotelium tisu penghalang seperti penghalang darah-otak. Walau bagaimanapun, ia bertanggungjawab dalam pengambilan glukosa basal tahap rendah yang diperlukan untuk mengekalkan respirasi dalam semua sel. | Tahap dalam membran sel meningkat dengan pengurangan tahap glukosa dan menurun dengan peningkatan tahap glukosa. Ekspresi GLUT1 dikawal naik dalam banyak tumor. |
| GLUT2 | Pengangkut dwiarah, membenarkan glukosa mengalir dalam 2 arah. Diekspresikan oleh sel tubul renal, sel hati dan sel beta pankreas. Ia juga terdapat dalam membran basolateral epitelium usus kecil. Angkutan dwiarah diperlukan dalam sel hati untuk mengambil glukosa demiglikolisis dan glikogenesis, dan pembebasan glukosa semasa glukoneogenesis. Dalam sel beta pankreas, glukosa mengalir bebas diperlukan supaya persekitaran intraselular sel ini dapat mengukur tahap glukosa serum dengan tepat. Ketiga-tiga monosakarida (glukosa, galaktosa, dan fruktosa) diangkut dari sel mukosa usus ke dalam peredaran portal oleh GLUT2. | Isoform frekuensi tinggi dan pertalian rendah.[8] |
| GLUT3 | Wujud kebanyakannya dalam neuron (di mana ia dipercayai sebagai isoform pengangkut glukosa utama), dan dalam plasenta. | Isoform pertalian tinggi, membolehkan ia mengangkut walaupun dalam masa kepekatan glukosa rendah. |
| GLUT4 | Wujud dalam tisu adipos dan otot berjalur (otot rangka dan otot jantung). | Pengangkut glukosa yang dikawal oleh insulin. Bertanggungjawab untuk penyimpanan glukosa yang dikawal oleh insulin. |
| GLUT14 | Wujud dalam testis | Ada persamaan dengan GLUT3 [8] |
Kelas II/III
suntingKelas II terdiri daripada:
- GLUT5 (SLC2A5), pengangkut fruktosa dalam enterosit
- GLUT7 (SLC2A7), terdapat dalam usus kecil dan besar,[8] mengangkut glukosa keluar dari retikulum endoplasma[10]
- GLUT9 - (SLC2A9)
- GLUT11 (SLC2A11)
Kelas III terdiri daripada:
- GLUT6 (SLC2A6),
- GLUT8 (SLC2A8),
- GLUT10 (SLC2A10),
- GLUT12 (SLC2A12), dan
- GLUT13, juga pengangkut H+/myo-inositol HMIT (SLC2A13), terutamanya dinyatakan dalam otak.[8]
Kebanyakan ahli kelas II dan III telah dikenal pasti baru-baru ini dalam carian homologi pangkalan data EST dan maklumat jujukan yang disediakan oleh pelbagai projek genom.
Fungsi isoform pengangkut glukosa baharu ini masih belum ditakrifkan dengan jelas pada masa ini. Beberapa daripadanya (GLUT6, GLUT8) diperbuat daripada motif yang membantu mengekalkannya secara intrasel, dan oleh itu, menghalang pengangkutan glukosa. Sama ada satu mekanisme wujud untuk menggalakkan translokasi permukaan sel bagi pengangkut ini tidak diketahui, tetapi ia telah ditetapkan dengan jelas bahawa insulin tidak menggalakkan translokasi permukaan sel GLUT6 dan GLUT8.
Rujukan
sunting- ^ "C-terminal truncated glucose transporter is locked into an inward-facing form without transport activity". Nature. 345 (6275): 550–3. June 1990. doi:10.1038/345550a0. PMID 2348864.
- ^ "Glucose transporter oligomeric structure determines transporter function. Reversible redox-dependent interconversions of tetrameric and dimeric GLUT1". The Journal of Biological Chemistry. 267 (33): 23829–38. November 1992. doi:10.1016/S0021-9258(18)35912-X. PMID 1429721.
- ^ "Net sugar transport is a multistep process. Evidence for cytosolic sugar binding sites in erythrocytes". Biochemistry. 34 (47): 15395–406. November 1995. doi:10.1021/bi00047a002. PMID 7492539.
- ^ "Structural analysis of the GLUT1 facilitative glucose transporter (review)". Molecular Membrane Biology. 18 (3): 183–93. 2001. doi:10.1080/09687680110072140. PMID 11681785.
- ^ "QLS motif in transmembrane helix VII of the glucose transporter family interacts with the C-1 position of D-glucose and is involved in substrate selection at the exofacial binding site". Biochemistry. 37 (5): 1322–6. February 1998. doi:10.1021/bi972322u. PMID 9477959.
- ^ "Cysteine-scanning mutagenesis of transmembrane segment 7 of the GLUT1 glucose transporter". The Journal of Biological Chemistry. 274 (51): 36176–80. December 1999. doi:10.1074/jbc.274.51.36176. PMID 10593902.
- ^ "Glucose transporters in the regulation of intestinal, renal, and liver glucose fluxes". The American Journal of Physiology. 270 (4 Pt 1): G541-53. April 1996. doi:10.1152/ajpgi.1996.270.4.G541. PMID 8928783.
- ^ a b c d e "Glucose transporters in the 21st Century". American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism. 298 (2): E141-5. February 2010. doi:10.1152/ajpendo.00712.2009. PMC 2822486. PMID 20009031.
- ^ "Molecular biology of mammalian glucose transporters". Diabetes Care. 13 (3): 198–208. March 1990. doi:10.2337/diacare.13.3.198. PMID 2407475.
- ^ Boron WF (2003). Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approaoch. Elsevier/Saunders. m/s. 995. ISBN 978-1-4160-2328-9.