GLUT1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
переносчики растворённых веществ 2 (облегченный глюкозный транспортёр), номер 1
4pyp glut1.png
Кристаллическая структура GLUT1 у человека. PDB 4pyp[1]
Доступные структуры
PDB Поиск ортологов: PDBe, RCSB
Идентификаторы
Символ SLC2A1 ; DYT17; DYT18; DYT9; EIG12; GLUT; GLUT1; GLUT1DS; HTLVR; PED
Внешние ID OMIM: 138140 MGI95755 HomoloGene68520 IUPHAR: ChEMBL: 2535 GeneCards: SLC2A1 Gene
Профиль экспрессии РНК
PBB GE SLC2A1 201250 s at tn.png
PBB GE SLC2A1 201249 at tn.png
Больше информации
Ортологи
Вид Человек Мышь
Entrez 6513 20525
Ensembl ENSG00000117394 ENSMUSG00000028645
UniProt P11166 P17809
RefSeq (мРНК) NM_006516 NM_011400
RefSeq (белок) NP_006507 NP_035530
Локус (UCSC) Chr 1:
43.39 – 43.42 Mb
Chr 4:
119.11 – 119.14 Mb
Поиск в PubMed [1] [2]

GLUT1 (ГЛЮТ-1, глюкозный транспортёр тип 1) — однонаправленный белок-переносчик глюкозы. У человека кодируется геном SLC2A1[2]. GLUT1 способствует облегченному переносу глюкозы через плазматическую мембрану клеток млекопитающих[3].

Широко распространен в фетальных тканях. У взрослых максимальная экспрессия наблюдается в эритроцитах, а также в клетках эндотелия барьерных тканей, таких как ГЭБ.

Обнаружение[править | править вики-текст]

GLUT1 был первым обнаруженным переносчиком глюкозы. GLUT1 крайне консервативен.[2] У человека и мышей гомологичность данного белка составляет 98%. Гомологичность с другими глюкозными транспортёрами составляет 40%.

Функция[править | править вики-текст]

Энергопроизводящий метаболизм в эритроцитах зависит от постоянного притока глюкозы из плазмы крови, в которой концентрация глюкозы поддерживается на уровне около 5 ммоль/л. Глюкоза проникает в эритроциты через глюкозный транспортёр благодаря облегченной диффузии, со скоростью проникновения, в 50 000 раз превышающей скорость простой трансмембранной диффузии. Глюкозные транспортёры в эритроцитах (GLUT1) — интегральные мембранные белки, имеющие 12 гидрофобных сегментов, каждый из которых, как считается, является пересекающей мембрану спиралью. Детальная структура GLUT1 пока неизвестна, но одна из перспективных моделей предполагает, что несколько расположенных друг рядом с другом спиралей формируют трансмембранный канал с гидрофильными остатками, которые могут связываться с глюкозой по ходу её движения по каналу[4].

GLUT1 отвечает за усвоение базальной глюкозы, необходимое для обеспечения процесса дыхания всех клеток. Уровни экспрессии GLUT1 в клеточных мембранах увеличиваются при уменьшении уровня глюкозы, и наоборот.

GLUT1 также является важным рецептором, участвующим в усвоении витамина C, особенно у млекопитающих, которые его не производят. У млекопитающих, производящих витамин C, вместо GLUT1 часто экспрессируется GLUT4[5].

Структура[править | править вики-текст]

GLUT1 следует уравнению Михаэлиса — Ментен и содержит 12 пересекающих мембрану альфа-спиралей, каждая из которых состоит из 20 аминокислотных остатков. Анализ показывает, что спирали являются амфифильными, с одной стороны полярными, с другой — гидрофобными. Шесть из этих альфа-спиралей связываются вместе в мембране, в центре создавая канал, через который может проходить глюкоза. Снаружи канала расположены гидрофобные регионы, рядом с хвостами жирных кислот мембраны.

Клиническая значимость[править | править вики-текст]

Мутации гена SLC2A1 ответственны за дефицит GLUT1, также известный как болезнь Де Виво, редкое аутосомно-доминантное заболевание[6]. Это заболевание характеризуется низкой концентрацией глюкозы в спинномозговой жидкости (гипогликорахия), формой нейрогликопении, возникающей из-за нарушенного транспорта глюкозы через гемато-энцефалический барьер.

GLUT1 также выступает рецептором для T-лимфотропного вируса человека, благодаря которому вирус проникает в клетки[7].

Также была продемонстрирована возможность использования GLUT1 в качестве точного гистохимического маркера для младенческой гемангиомы[8].

Взаимодействия[править | править вики-текст]

Было продемонстрировано взаимодействие GLUT1 с белком GIPC1[9].

В мозге есть два типа белка GLUT1: 45k и 55k. GLUT1 45k встречается в клетках астроглии, а GLUT1 55k в капиллярах мозга и отвечает за транспорт глюкозы из крови через гематоэнцефалографический барьер. Недостаток последнего приводит к снижению уровня глюкозы в спинномозговой жидкости (менее чем 60 mg/dl), что может приводить к судорогам.

DERL3, недавно открытый ингибитор белка GLUT1, метилируется при коллатеральном раке. При этом таком раке метилирование DERL3 по-видимому опосредует Эффект Варбурга[10].

Ингибиторы[править | править вики-текст]

Fasentin — низкомолекулярный ингибитор внутриклеточного домена GLUT1, предотвращает поглощение глюкозы[11].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Deng Dong, Xu Chao, Sun Pengcheng, Wu Jianping, Yan Chuangye, Hu Mingxu, Yan Nieng Crystal structure of the human glucose transporter GLUT1 // Nature. — 2014. — Vol. 510. — P. 121-125. — ISSN 0028-0836. — DOI:10.1038/nature13306. исправить
  2. 1 2 Mueckler M, Caruso C, Baldwin SA, Panico M, Blench I, Morris HR, Allard WJ, Lienhard GE, Lodish HF (September 1985). «Sequence and structure of a human glucose transporter». Science 229 (4717): 941–5. DOI:10.1126/science.3839598. PMID 3839598.
  3. Olson AL, Pessin JE (1996). «Structure, function, and regulation of the mammalian facilitative glucose transporter gene family». Annu. Rev. Nutr. 16: 235–56. DOI:10.1146/annurev.nu.16.070196.001315. PMID 8839927.
  4. Nelson DL, Cox MM. Lehninger, Principles of Biochemistry. — W. H. Freeman and Company, 2008. — ISBN 978-0-7167-7108-1.
  5. Montel-hagen A, Kinet S, Manel N et al. (2008). «Erythrocyte Glut1 Triggers Dehydroascorbic Acid Uptake in Mammals Unable to Synthesize Vitamin C». Cell 132 (6): 1039–1048. DOI:10.1016/j.cell.2008.01.042. PMID 18358815. Lay summary – ScienceDaily (2008-03-21).
  6. Seidner G, Alvarez MG, Yeh JI, et al. (1998). «GLUT-1 deficiency syndrome caused by haploinsufficiency of the blood–brain barrier hexose carrier». Nat. Genet. 18 (2): 188–91. DOI:10.1038/ng0298-188. PMID 9462754.
  7. Manel N, Kim FJ, Kinet S, Taylor N, Sitbon M, Battini JL (November 2003). «The ubiquitous glucose transporter GLUT-1 is a receptor for HTLV». Cell 115 (4): 449–59. DOI:10.1016/S0092-8674(03)00881-X. PMID 14622599.
  8. North PE, Waner M, Mizeracki A, Mihm MC (January 2000). «GLUT1: a newly discovered immunohistochemical marker for juvenile hemangiomas». Hum. Pathol. 31 (1): 11–22. DOI:10.1016/S0046-8177(00)80192-6. PMID 10665907.
  9. Bunn RC, Jensen MA, Reed BC (April 1999). «Protein interactions with the glucose transporter binding protein GLUT1CBP that provide a link between GLUT1 and the cytoskeleton». Mol. Biol. Cell 10 (4): 819–32. DOI:10.1091/mbc.10.4.819. PMID 10198040.
  10. Lopez-Serra, P. et al. A DERL3-associated defect in the degradation of SLC2A1 mediates the Warburg effect. Nat. Commun. 5:3608 doi: 10.1038/ncomms4608 (2014). http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24699711
  11. Wood TE, Dalili S, Simpson CD, Hurren R, Mao X, Saiz FS et al. (2008). «A novel inhibitor of glucose uptake sensitizes cells to FAS-induced cell death.». Mol Cancer Ther 7 (11): 3546-55. DOI:10.1158/1535-7163.MCT-08-0569. PMID 19001437.

Литература[править | править вики-текст]