Caratteristiche di Glut1, struttura, funzioni

Glut1 È una proteina transmembraale responsabile della facilitazione del trasporto passivo del glucosio attraverso la membrana plasmatica, dallo spazio extracellulare all'interno della cellula.

Oltre al glucosio, è stato anche dimostrato che può anche mobilitare altri zuccheri con sei atomi di carbonio come galattosio, glucosamina e letame. A sua volta, consente alla raccolta e al trasporto di vitamina C di eseguire l'interno delle cellule incapaci di produrlo.

Struttura cristallina del trasportatore di glucosio Glucosio. Di A2-33 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons.

Poiché tutte le molecole che vengono trasportate da Glut1 sono coinvolte nelle rotte di generazione di energia dalla cellula, l'espressione di questo trasportatore svolge un ruolo metabolico molto importante.

In effetti, le mutazioni che alterano o annullano.

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Trasporto del glucosio in cellule e trasportatori GLUT1

Il glucosio è la fonte di carbonio ed energia preferita dalla maggior parte delle cellule che compongono l'albero della vita. Poiché non è abbastanza piccolo e idrofobo da attraversare le membrane cellulari da solo, il suo trasporto verso l'interno cellulare richiede l'aiuto di proteine ​​del trasportatore.

Due meccanismi di trasporto sono stati proposti da specifici trasportatori per questo zucchero. Uno di essi risponde a un sistema di trasporto passivo (fornito diffusione) e il secondo a un trasporto attivo.

La prima non richiede l'energia da eseguire e si verifica attraverso un gradiente di concentrazione, ovvero un luogo di alta concentrazione di glucosio verso uno in cui la concentrazione è inferiore.

Il trasporto attivo del glucosio viene effettuato da trasportatori che ottengono l'energia del trasporto di ioni di sodio.

Al contrario, la diffusione facilitata (passiva) del glucosio viene effettuata da una famiglia di trasportatori di tipo gate chiamati Glut (dall'acronimo in inglese di "Trasportatori di glucosio ”), famiglia a cui appartiene Glut1. Questi uniscono il glucosio all'estero e lo trasportano in citosol. Almeno 5 di loro sono stati identificati e la loro distribuzione sembra essere diversa nei diversi tessuti dei mammiferi.

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Caratteristiche di GLUT1

Meccanismo di trasporto utilizzato dal trasportatore di glucosio Glut1. Di Emma Dittmar - Own Work, CC di -sa 4.0, https: // Commons.Wikimedia.org/w/indice.PHP?Curid = 64036780

Glut1 è un trasportatore di glucosio non supportabile, cioè in grado di trasportare glucosio in una direzione, dall'esterno della cellula al citosol.

Appartiene al trasportatore di diffusione Superfamilia (MSF), che è ampiamente distribuito in molti organismi diversi. Partecipa inoltre al trasporto transmembrano di un gran numero di piccole molecole organiche.

La sua sequenza peptidica di 492 aminoacidi è altamente conservata nei diversi organismi in cui è stata identificata, il che non è difficile da credere poiché l'uso del glucosio per ottenere energia costituisce il centro dell'albero metabolico della vita.

Struttura di eccesso 1

Glut1 è una proteina di membrana multipaso integrale composta da 492 rifiuti di aminoacidi. Questo tipo di proteina di membrana completa è caratterizzato dall'attraversamento del doppio strato lipidico più volte.

La struttura chimica a tre dimensioni delle proteine ​​è generalmente determinata attraverso la cristallografia a raggi X. Quest'ultimo è una tecnica ampiamente utilizzata dai biochimisti per ricostruire un modello strutturale usando cristalli proteici puri che si desidera studiare.

In proteine ​​altamente conservate come GLUT1, determinare la struttura della proteina dell'organismo singolo può essere sufficiente. È per questo motivo che finora i ricercatori hanno determinato la struttura cristallina Glut1 del mutante E3229.

Come in tutti gli altri membri della superfamiglia dei facilitatori principali (MSF), la struttura Glut1 è rappresentata da 12 eliche transmembranali.

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Inoltre, nel GLUT1 E3229, le estremità amino e carbossiliche del peptide sono pseudo-simmetriche e sono orientate verso il citosol. La disposizione di questi estremi genera una tasca o una cavità aperta all'interno delle cellule interne e che costituisce la giunzione per il glucosio.

Un cambiamento nella struttura Glut1 determina il trasporto di glucosio nella cellula

Poiché il glucosio viene solitamente trasportato dall'esterno verso l'interno cellulare, la scoperta che il sito dell'Unione per questo zucchero è orientato verso il citosol genera un certo stupore.

Tuttavia, questa confusione trova una soluzione nei risultati lanciati da indagini biochimiche che suggeriscono che si verifica un cambiamento nella forma della proteina, consentendo di esporre prima il sito dell'unione di glucosio su un lato della membrana e poi nell'altro.

 Ciò non significa che la proteina ruota attraverso la membrana, ma che l'unione dello zucchero introduca il cambiamento in modo che, come cancello, esponga il glucosio all'interno.

Funzioni di GLUT 1

Poiché Glut1 è un trasportatore di espressione costitutiva, cioè è sempre espresso nella maggior parte delle cellule di mammifero, le funzioni che svolge sono fondamentali per queste cellule. In effetti, è espresso in quasi tutti i tessuti del feto proprio perché durante le fasi di sviluppo è necessario un elevato approvvigionamento energetico per garantire la crescita.

Tuttavia, la sua espressione è diminuita dopo la nascita in alcuni tessuti come il fegato, dove ora è aumentata l'espressione di altre isoforme come Glut4.

Per gli eritrociti è di fondamentale importanza, poiché questi ultimi dipendono esclusivamente dal glucosio per ottenere energia poiché mancano di mitocondri. Tuttavia, è ancora responsabile della raccolta di glucosio per sostenere la respirazione nel resto dei tipi di cellule.

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Poiché Glut1 raggiunge un'alta concentrazione nelle cellule endotelio vascolari di molti organi e tessuti, una delle sue funzioni è quella di portare il glucosio dal sangue.

Il trasporto di altri esosi come l'uomo, il galattosio e la glucosamina da parte di GLUT1, non dubita della sua relazione diretta con il metabolismo energetico, poiché da tutti questi ATP esososo può essere generato.

Inoltre, la raccolta e il trasporto di vitamina C all'interno delle cellule incapaci di sintetizzarlo è stata anche una delle funzioni riportate per questo onnipresente ricevitore.

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