Funzionalità, struttura, funzioni di GLUT 2

Glut2 È un trasportatore di glucosio a bassa affinità che è espresso nelle membrane a cellule pancreatiche, epatiche, renali e intestinali, nonché astrociti e tanicitos. Oltre a mediare il trasporto di glucosio, è anche coinvolto nel trasporto di fruttosio, galattosio e glucosamina; Quindi più di un trasportatore di glucosio è un trasportatore esaus.

Il fatto di presentare una bassa affinità per il glucosio consente di fungere da proteina sensore dei livelli di glucosio nel sangue. Pertanto, partecipare al controllo regolamentare di molti eventi fisiologici che rispondono alle fluttuazioni della concentrazione di glucosio nel sangue.

Il trasporto di diffusione facilitato del glucosio di tipo 2 (GLUT2) cambia la conformazione mobilitando il sito di legame del glucosio dal lato esterno al lato della membrana interna (proteina del trasportatore). Di Ladyofhats [pubblico dominio] (https: // creativecommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons.

Tra i numerosi processi che regolano ci sono: 1) il rilascio di insulina da parte delle cellule pancreatiche stimolate da alte concentrazioni di glucosio; 2) Secrezione del glucagone da epatociti per la produzione di glucosio in caso di ipoglicemia.

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Trasporto di glucosio verso l'interno cellulare

Circa il 75% di glucosio che entra nella cellula per alimentare i percorsi metabolici della produzione di energia, lo fa attraverso un meccanismo di trasporto passivo facilitato da proteine ​​di membrana complete chiamate trasportatori.

Questo meccanismo di trasporto è ampiamente noto come la diffusione. Non richiede di eseguire un contributo energetico e viene somministrato a favore di un gradiente di concentrazione. Cioè, da una zona ad alta concentrazione a una bassa concentrazione.

Almeno 14 isoforme di trasparatori di diffusione facilitati il ​​glucosio, incluso GLUT2, finora sono stati identificati. Tutti appartenenti alla superfamiglia dei facilitatori principali (MSF) e, per consenso, chiamati GLUTS (dall'acronimo in inglese di "trasportatori di glucosio").

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Le diverse opzioni che sono state caratterizzate fino ad oggi sono codificate dai geni SLC2A e presentano marcate differenze nella sequenza di aminoacidi, la preferenza per i substrati che trasportano e nella distribuzione cellulare e tessuto.

Caratteristiche di GLUT2

GLUT2 mobilita il glucosio attraverso un meccanismo di trasporto a direzione singola (Uniporta). Questa funzione è anche eseguita Glut1, il trasportatore di glucosio più abbondante in praticamente in tutti i mammiferi.

Tuttavia, a differenza di questo, ha un'affinità estremamente bassa a causa del glucosio, il che significa che è in grado di trasportarlo solo quando le concentrazioni di questo zucchero di solito raggiungono valori molto alti nel mezzo extracellulare.

Nonostante abbia una bassa affinità per il glucosio, presenta un'alta capacità di trasporto, il che implica che può trasportare grandi quantità di questo esosio ad alta velocità. Queste due caratteristiche sembrano essere correlate al ruolo che questo trasportatore deve rispondere a sottili cambiamenti nella concentrazione di glucosio.

Gli studi di caratterizzazione molecolare di questo trasportatore hanno dimostrato che ciò non presenta una singola specificità dovuta al glucosio. Al contrario, è in grado di mediare il trasporto passivo di fruttosio, galattosio, mano e glicosamina. Presentazione di bassa affinità per le prime tre e alta affinità per la glucosamina.

Poiché tutte queste molecole sono zuccheri di sei atomi di carbonio, può essere considerato un trasportatore esaus piuttosto che un trasportatore di glucosio.

Struttura Glut2

GLUT2 presenta una sequenza peptidica del 55% identica a quella del trasportatore ad alta affinità per il glucosio Glut1.

Tuttavia, nonostante questa bassa percentuale di somiglianza tra le sequenze di entrambi i trasportatori, gli studi condotti dalla cristallografia a raggi X hanno dimostrato di avere una struttura simile.

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Questa struttura corrisponde a quella di una proteina transmembraale multipaso in α-elica. Cioè, attraversa la membrana più volte attraverso segmenti transmembrana che hanno una configurazione α-elica.

Come in tutti i membri della super famiglia dei principali facilitatori (MSF), a cui appartiene, 12 segmenti elicoidali attraversano la membrana. Sei di questi sono spazialmente riorganizzati per formare un poro idrofilo attraverso il quale vengono mobilitati gli zuccheri.

Va notato che il sito dell'Unione esosa è definito dall'orientamento e dalla pseudopsimetria presentata dalle estremità amminiche del carbossil e amino terminale della proteina. Entrambi esposti allo stesso lato della membrana generano una cavità in cui sono riconosciute la disposizione dei sei atomi di zucchero facilitando la loro unione.

Un cambiamento nella struttura del trasportatore è correlato al meccanismo utilizzato da questo per trasportare gli zuccheri da un lato della membrana. Questa deformazione strutturale consente di mobilitare il sito dell'Unione sul lato citoplasmatico, dove si verifica rapidamente il rilascio della molecola che è stata trasportata.

Funzioni GLUT2

Oltre a mediare il rapimento di glucosio, galattosio e glucosamina all'interno della cellula, numerose funzioni fisiologiche sono state attribuite all'espressione di questo trasportatore in vari tipi cellulari.

Molte di queste funzioni sono state determinate usando le tecniche di soppressione genica. Quest'ultimo consiste nel prevenire l'espressione del gene la cui funzione è desiderata per studiare nelle cellule di un tessuto specifico o di un organismo completo.

In questo senso, il blocco dell'espressione di GLUT2 nei topi ha rivelato che questa proteina costituisce i principali mezzi di trasporto del glucosio nelle cellule renali e epatiche. Oltre al trasporto di galattosio e fruttosio non è correlato alla generazione di glucosio da questi zuccheri attraverso la gluconeogenesi.

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Inoltre, è stato dimostrato che esercita un ruolo regolatorio di varie funzioni fisiologiche, poiché la sua bassa affinità di glucosio gli consente di rilevare quando le concentrazioni di questo zucchero sono alte.

Carta glut2 nella manutenzione dell'omeostasi cellulare

Poiché svolge una funzione critica nella generazione di energia da parte di tutte le cellule, specialmente per le cellule nervose, la sua concentrazione di sangue deve essere mantenuta vicino a un valore di 5 mmol/L. Le variazioni in questa concentrazione vengono sempre monitorate dalle proteine ​​regolatorie attraverso i meccanismi di "rilevamento del glucosio".

Questi meccanismi consistono in strategie molecolari che consentono di rispondere rapidamente alle improvvise variazioni della concentrazione di glucosio. In questo senso, l'espressione di Glut2 nella membrana cellulare le cui funzioni sono attivate dall'iperglicemia conferiscono un ruolo regolatorio.

In effetti, è stato dimostrato che la secrezione di insulina da parte delle cellule pancreatiche è innescata dal rilevamento del glucosio da GLUT2.

La secrezione di insulina da parte delle cellule pancreatiche è sparata dal rilevamento del glucosio da GLUT2. Di Joshua J Reed [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)], da Wikimedia Commons.

Inoltre, in media il controllo nervoso autonomo del cibo, la termoregolazione e il funzionamento delle cellule pancreatiche stimolate dal rilevamento del glucosio.

Quando i livelli di GLUT2 diminuiscono nelle cellule nervose, generano un segnale positivo per innescare la secrezione di glucagone. Ricordando che il glucagone è un ormone che promuove la produzione di glucosio da parte del fegato dalle riserve di glicogeno.

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