Te białka transportowe sodu i glukozy (SGLT) jest odpowiedzialny za przeprowadzanie aktywny transport glukozy w komórkach ssaków, na gradiencie stężeń. Energia potrzebna do umożliwienia tego transportu jest pozyskiwana z transportu sodu w tym samym kierunku (symport).
Jego lokalizacja jest ograniczona do błony komórek tworzących tkanki nabłonkowe odpowiedzialne za wchłanianie i reabsorpcję składników odżywczych (jelito cienkie i proksymalny kanalik kręty nerki).
Transportery glukozy SGLT, w przeciwieństwie do GLUT, transportują glukozę i sodu w zależności od ich gradientu stężeń. NuFS, San Jose State University, zmodyfikowane przez Wikimedia Commons.
Do tej pory opisano tylko sześć izoform należących do tej rodziny transporterów: SGLT-1, SGLT-2, SGLT-3, SGLT-4, SGLT-5 i SGLT-6. We wszystkich z nich prąd elektrochemiczny generowany przez transport jonu sodu dostarcza energii i indukuje zmianę konformacyjną w strukturze białka niezbędną do przemieszczenia metabolitu na drugą stronę błony.
Jednak wszystkie te izoformy różnią się od siebie, przedstawiając różnice w:
- Stopień ich powinowactwa do glukozy,
- Możliwość przeprowadzenia transportu glukozy, galaktozy i aminokwasów,
- Stopień, w jakim są hamowane przez florizinę i
- Lokalizacja tkanki.
Molekularne mechanizmy transportu glukozy
Glukoza to sześciowęglowy monosacharyd, który jest wykorzystywany przez większość istniejących typów komórek do pozyskiwania energii na szlakach metabolicznego utleniania.
Ze względu na swoje duże rozmiary i zasadniczo hydrofilowy charakter nie jest w stanie przenikać przez błony komórkowe na drodze swobodnej dyfuzji. Dlatego ich mobilizacja do cytozolu zależy od obecności białek transportowych w tych błonach.
Badane dotychczas transportery glukozy transportują ten metabolit za pomocą biernych lub aktywnych mechanizmów transportu. Transport bierny różni się od transportu aktywnego tym, że nie wymaga dostarczania energii, gdyż przebiega na korzyść gradientu stężeń.
Białka biorące udział w biernym transporcie glukozy należą do rodziny transporterów GLUT ułatwiających dyfuzję, nazwanych od angielskiego akronimu terminu „Glucose Transporters”. Podczas gdy te, które dokonują jego aktywnego transportu, nazwano SGLT dla „białek transportujących glukozę sodową”.
Te ostatnie uzyskują swobodną energię niezbędną do przeprowadzenia transportu glukozy w funkcji gradientu stężenia we wspólnym transporcie jonu sodu. Zidentyfikowano co najmniej 6 izoform SGLT, a ich lokalizacja wydaje się być ograniczona do błon komórkowych nabłonka .
Funkcje SGLT
Transportery SGLT nie są specyficzne dla glukozy, są zdolne do transportu innych różnorodnych metabolitów, takich jak aminokwasy, galaktoza i inne metabolity, a do tego wykorzystują energię uwolnioną przez kotransport jonów sodu na korzyść gradientu stężenia. Według speciLadyofHats) .push ({});
Najszerzej badaną funkcją tego typu transportera jest reabsorpcja glukozy w moczu.
Ten proces reabsorpcji obejmuje mobilizację węglowodanów z kanalików nerkowych przez komórki nabłonka kanalików do światła naczyń włosowatych okołocewkowych. Będąc izoformą o dużej pojemności i powinowactwie do glukozy SGLT-2, która jest głównym jej współtwórcą.
Funkcja wchłaniania glukozy w przewodzie pokarmowym przypisywana jest SGLT-1, transporterowi, który pomimo małej pojemności ma wysokie powinowactwo do glukozy.
Trzeci członek tej rodziny, SGLT3, ulega ekspresji w błonach mięśni szkieletowych i komórek układu nerwowego, gdzie wydaje się nie działać jako transporter glukozy, ale raczej jako czujnik stężenia tego cukru w pożywce zewnątrzkomórkowej.
Funkcje izoform SGLT4, SGLT5 i SGLT6 nie zostały dotychczas określone.
Bibliografia
- Abramson J, Wright EM. Struktura i funkcja symporterów Na z odwróconymi powtórzeniami. Curr Opin Struct Biol.2009; 19: 425-432.
- Alvarado F, Crane RK. Badania mechanizmu wchłaniania cukrów z jelit. VII. Transport fenyloglikozydów i jego możliwy związek z hamowaniem przez florizinę aktywnego transportu cukrów w jelicie cienkim. Biochim Biophys Acta, 1964; 93: 116-135.
- Charron FM, Blanchard MG, Lapointe JY. Wewnątrzkomórkowa hipertoniczność jest odpowiedzialna za przepływ wody związany z kotransportem Na_ / glukoza. Biophys J. 2006; 90: 3546-3554.
- Chen XZ, Coady MJ, Lapointe JY. Szybka klamra napięciowa ujawnia nową składową prądów w stanie przed ustalonym z kotransportera Na-glukozy. Biophys J. 1996; 71: 2544-2552.
- Dyer J, Wood IS, Palejwala A, Ellis A, Shirazi-Beechey SP. Ekspresja transporterów monosacharydów w jelitach ludzi chorych na cukrzycę. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002; 282: G241-G248.
- Soták M, Marks J, Unwin RJ. Przypuszczalna lokalizacja tkanki i funkcja SGLT3, członka rodziny SLC5. Exp Physiol. 2017; 102 (1): 5-13.
- Turk E, Wright EM. Motywy topologii membrany w rodzinie kotransporterów SGLT. J Membr Biol.1997; 159: 1-20.
- Turk E, Kim O, le Coutre J, Whitelegge JP, Eskandari S, Lam JT, Kreman M, Zampighi G, Faull KF, Wright EM. Charakterystyka molekularna Vibrio parahaemolyticus vSGLT: model dla kotransporterów cukru sprzężonych z sodem. J Biol Chem. 2000; 275: 25711-25716.
- Taroni C, Jones S, Thornton JM. Analiza i przewidywanie miejsc wiązania węglowodanów. Protein Eng. 2000; 13: 89-98.
- Wright EM, Loo DD, Hirayama BA. Biologia ludzkich transporterów glukozy sodowej. Physiol Rev. 2011; 91 (2): 733–794.