GLUT4 Jedná se o protein transportující glukózu s 509 aminokyselinami, který má vysokou afinitu k tomuto cukru. Patří do velké hlavní nadrodiny facilitátorů (MSF), která se vyznačuje tím, že má 12 transmembránových alfa šroubovic. Jako všichni členové této rodiny zprostředkovává usnadněný transport glukózy ve prospěch jejího koncentračního gradientu..
Jeho umístění je omezeno na buňky citlivé na stimulaci inzulínem, jako jsou adipocyty a myocyty. V tomto smyslu hraje GLUT4 primární mechanismus absorpce glukózy za podmínek hyperglykémie v krvi..
Přibližně 95% GLUT4 syntetizovaného buňkou zůstává rezidentem v cytosolu uvnitř vezikul. Tyto vezikuly fúzují s plazmatickou membránou a vystavují v nich receptor v reakci na aktivaci exocytózy zprostředkované inzulínem..
Cvičení kosterního svalstva je také schopné podporovat přemístění tohoto transportéru do buněčné membrány, vzhledem k vysoké energetické poptávce, kterou tyto buňky mají za těchto podmínek. Signály, které stimulují jeho syntézu během delší fyzické aktivity, však stále nejsou známy..
Rejstřík článků
Stejně jako konstitutivní expresní transportér GLUT1 má GLUT4 vysokou afinitu k glukóze, což se projevuje ve schopnosti vázat glukózu, i když koncentrace tohoto cukru v krvi dosáhne velmi nízkých hodnot.
Na rozdíl od izoforem odpovědných za transport glukózy za bazálních podmínek (GLUT1 a GLUT3) není tento transportér exprimován v membráně embryonálních buněk..
Naopak je exprimován pouze v buňkách dospělých tkání, zejména v periferních tkáních bohatých na vysoké koncentrace hnědého tuku, jako je srdce, kosterní svalstvo a tuková tkáň. Byl však také detekován v buňkách hypofýzy a hypotalamu.
V tomto smyslu je důležité zdůraznit, že jeho distribuce omezená na buňky citlivé na změny koncentrací inzulínu souvisí se skutečností, že představuje regulovanou expresi tímto hormonem. Další výzkum ukázal, že svalová kontrakce je také schopna mít regulační účinek na expresi tohoto transportéru..
Na druhé straně subcelulární lokalizační studie ukázaly, že GLUT2 má dvojí umístění mezi cytosolem a membránou. V cytosolickém kompartmentu, kde se nachází nejvyšší procento, se nachází v různých kompartmentech: v trans-golgiho síti, časném endosomu, vezikulech potažených nebo nepokrytých klatrinem a tubulo-vezikulárními cytoplazmatickými strukturami.
Stejně jako všichni členové rodiny transportérů glukózy podílejících se na usnadněném pasivním transportu této hexózy (GLUT) je GLUT4 transmembránovým proteinem α-helix multipass.
12 transmembránových segmentů v konfiguraci α-šroubovice křížem plazmatické membrány a subcelulární kompartmenty (vezikuly) buněk, kde je exprimován GLUT 4.
Helixy 3, 5, 7 a 11 jsou prostorově rozloženy, aby vedly k vytvoření hydrofilního kanálu, kterým prochází tranzit monosacharidu z extracelulárního prostoru do cytosolu ve prospěch koncentračního gradientu..
Aminové a karboxylové konce proteinu jsou orientovány směrem k cytoplazmě v konformační konfiguraci, která vede ke vzniku velké centrální smyčky.
Oblast ohraničená oběma konci představuje funkčně důležitou oblast proteinu, protože se podílí jak na příjmu a vazbě glukózy, tak na reakci na signalizaci inzulínu. Kromě jeho směrování z cytosolických vezikulárních kompartmentů do plazmatické membrány, kde bude vykonávat svoji funkci transportéru.
Stejně jako všichni členové rodiny transportérů glukózy podílejících se na usnadněném pasivním transportu této hexózy (GLUT) je GLUT4 víceprůchodovým transmembránovým proteinem v α-helixu.
Deformace struktury vyvolaná vazbou cukru mobilizuje vazebné místo z vnější matrice membrány na cytosol, kde se uvolňuje. Jakmile k tomu dojde, transportér znovu získá svoji počáteční konformaci, čímž vystaví místo glukóze na vnější straně membrány..
Protein transportéru glukózy typu GLUT4 je zodpovědný za provádění mobilizace glukózy z extracelulárního média do cytosolu v reakci na stimul generovaný zvýšenou sekrecí inzulínu v buňkách tkání citlivých na tento hormon, jako jsou ty, které integrovat kosterní sval a tukovou tkáň.
Abychom tomu lépe porozuměli, je důležité si uvědomit, že inzulín je hormon uvolňovaný β buňkami slinivky břišní v reakci na vysoké koncentrace glukózy v krvi, což uvádí do pohybu fyziologické mechanismy, které podporují jeho absorpci buňkami i syntézu glykogenu..
Vzhledem k citlivosti GLUT4 na tento hormon působí jako protagonista primárního regulačního mechanismu absorpce glukózy. Hraje klíčovou roli v rychlé mobilizaci glukózy z krve, když koncentrace monosacharidů dosáhnou velmi vysokých hodnot. Ten je nezbytný pro udržení homeostázy buněk.
Tato rychlá absorpce glukózy je možná díky vysoké afinitě, kterou má tento transportér k tomuto cukru. Jinými slovy, je schopen jej detekovat i při nízkých koncentracích, rychle ho spojit nebo zachytit..
Na druhou stranu schopnost detekovat glukózu v nízkých koncentracích vysvětluje důležitost exprese GLUT4 v membránách kosterního svalstva během cvičení, což je aktivita, která vyžaduje vysokou energii.
Při absenci inzulínové stimulace je přibližně 95% GLUT4 přijato do cytoplazmy ve vezikulích ze sítě trans Golgi..
Když koncentrace glukózy výrazně překročí fyziologickou hodnotu, spustí se signální kaskáda, která vede k uvolnění inzulínu z pankreatu.
Uvolněný inzulín je nyní schopen vázat se na inzulínový receptor přítomný na membráně myocytů a adipocytů a vysílá potřebné signály ke spuštění aktivace exocytózy. Posledně uvedené vede k fúzi vezikul nesoucích GLUT4 s plazmatickou membránou..
Tato fúze přechodně zvyšuje koncentraci transportéru v membráně těchto buněk. To znamená, že jakmile hladiny glukózy v krvi klesnou na základní hodnotu, stimul zmizí a transportér se recykluje aktivací endocytózy..
Zatím žádné komentáře