GLUT2 adalah transporter glukosa afinitas rendah yang diekspresikan dalam membran sel pankreas, hati, ginjal, dan usus serta di astrosit dan tanisit. Selain memediasi transpor glukosa, ia juga terlibat dalam transpor fruktosa, galaktosa, dan glukosamin; jadi lebih dari transporter glukosa itu adalah transporter heksosa.
Afinitasnya yang rendah terhadap glukosa memungkinkannya bertindak sebagai protein penginderaan untuk kadar glukosa darah. Oleh karena itu, ia berpartisipasi dalam kontrol regulasi banyak peristiwa fisiologis yang merespons fluktuasi konsentrasi glukosa darah.
Pengangkut difusi terfasilitasi glukosa tipe 2 (GLUT2) mengubah konformasinya dengan memobilisasi situs pengikatan glukosa dari sisi eksternal ke sisi internal membran (protein pengangkut). Oleh LadyofHats [Domain publik] (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.
Di antara banyak proses yang diaturnya, hal-hal berikut ini menonjol: 1) pelepasan insulin oleh sel-sel pankreas yang dirangsang oleh konsentrasi glukosa yang tinggi; 2) sekresi glukagon oleh hepatosit untuk produksi glukosa pada hipoglikemia.
Indeks artikel
Transpor glukosa yang difasilitasi ke dalam sel
Sekitar 75% glukosa yang masuk ke dalam sel untuk bahan bakar jalur metabolisme untuk produksi energi melakukannya melalui mekanisme transpor pasif yang difasilitasi oleh protein membran integral yang disebut transporter.
Mekanisme transpor ini secara luas dikenal sebagai difusi terfasilitasi. Itu tidak memerlukan kontribusi energi untuk dilakukan dan diberikan dalam mendukung gradien konsentrasi. Artinya, dari daerah konsentrasi tinggi ke salah satu konsentrasi rendah.
Setidaknya 14 isoform dari transporter difusi yang difasilitasi glukosa, termasuk GLUT2, telah diidentifikasi hingga saat ini. Semuanya termasuk dalam superfamili utama fasilitator (MSF) dan, berdasarkan konsensus, disebut GLUT (untuk akronim dalam bahasa Inggris dari “Glucose Transporters”).
GLUT yang berbeda yang telah dikarakterisasi sampai saat ini dikodekan oleh gen SLC2A dan menunjukkan perbedaan yang nyata dalam urutan asam amino, preferensi untuk substrat yang mereka bawa, dan distribusi seluler dan jaringan.
Fitur GLUT2
GLUT2 memobilisasi glukosa melalui mekanisme transportasi satu arah (uniport). Fungsi ini juga dilakukan oleh GLUT1, pengangkut glukosa paling melimpah di hampir semua sel mamalia.
Namun, tidak seperti ini, ia memiliki afinitas yang sangat rendah terhadap glukosa, yang berarti ia hanya mampu mengangkutnya ketika konsentrasi gula ini cenderung mencapai nilai yang sangat tinggi di lingkungan ekstraseluler.
Meskipun memiliki afinitas rendah untuk glukosa, ia memiliki kapasitas transportasi yang tinggi, yang menyiratkan bahwa ia dapat mengangkut sejumlah besar heksosa ini dengan kecepatan tinggi. Kedua karakteristik ini tampaknya terkait dengan peran transporter ini dalam menanggapi perubahan halus dalam konsentrasi glukosa.
Studi karakterisasi molekuler dari transporter ini telah menunjukkan bahwa ia tidak memiliki spesifisitas yang unik untuk glukosa. Sebaliknya, ia mampu memediasi transpor pasif fruktosa, galaktosa, mannosa, dan glukosamin. Menyajikan afinitas rendah untuk tiga yang pertama dan afinitas tinggi untuk glukosamin.
Karena semua molekul ini adalah gula dengan enam atom karbon, ia dapat dianggap sebagai pengangkut heksosa daripada pengangkut glukosa.
struktur GLUT2
GLUT2 memiliki urutan peptida 55% identik dengan transporter afinitas tinggi untuk glukosa GLUT1.
Namun, meskipun persentase kesamaan yang rendah antara urutan kedua transporter ini, penelitian yang dilakukan oleh kristalografi sinar-X menunjukkan bahwa mereka menyajikan struktur yang serupa.
Struktur ini sesuai dengan protein transmembran multipass -helix. Artinya, ia melintasi membran beberapa kali melalui segmen transmembran yang memiliki konfigurasi -heliks.
Seperti di semua anggota keluarga super utama fasilitator (MSF), yang menjadi miliknya, 12 segmen heliks melintasi membran. Enam dari ini mengatur ulang diri secara spasial untuk membentuk pori hidrofilik di mana gula dimobilisasi.
Perlu dicatat bahwa situs pengikatan heksosa ditentukan oleh orientasi dan pseudopsimetri yang disajikan oleh ujung terminal karboksil dan amino protein. Keduanya terkena sisi yang sama dari membran menghasilkan rongga di mana susunan enam atom gula dikenali, memfasilitasi penyatuan mereka.
Perubahan struktur transporter terkait dengan mekanisme yang digunakannya untuk mengangkut gula dari satu sisi membran ke sisi lain. Deformasi struktural ini memungkinkan untuk memobilisasi situs pengikatan ke arah sisi sitoplasma, di mana pelepasan molekul yang telah diangkut dengan cepat terjadi.
Fitur GLUT2
Selain memediasi penyerapan glukosa, manosa, galaktosa, dan glukosamin di dalam sel, banyak fungsi fisiologis telah dikaitkan dengan ekspresi transporter ini dalam berbagai jenis sel.
Banyak dari fungsi ini telah ditentukan dengan menggunakan teknik penekanan gen. Yang terakhir terdiri dari mencegah ekspresi gen yang fungsinya akan dipelajari dalam sel-sel jaringan tertentu atau organisme lengkap.
Dalam pengertian ini, memblokir ekspresi GLUT2 pada tikus telah mengungkapkan bahwa protein ini merupakan sarana utama transportasi glukosa di kedua sel ginjal dan hati. Selain itu, pengangkutan galaktosa dan fruktosa tidak terkait dengan pembentukan glukosa dari gula ini melalui glukoneogenesis.
Selain itu, telah ditunjukkan bahwa ia memberikan peran pengaturan dalam berbagai fungsi fisiologis, karena afinitasnya yang rendah terhadap glukosa memungkinkannya mendeteksi ketika konsentrasi gula ini tinggi.
Peran GLUT2 dalam pemeliharaan homeostasis sel
Karena memenuhi fungsi kritis dalam pembangkitan energi oleh semua sel, terutama sel saraf, konsentrasinya dalam darah harus dijaga mendekati nilai 5mmol / l. Variasi konsentrasi ini selalu dipantau oleh protein pengatur melalui mekanisme “deteksi glukosa”.
Mekanisme ini terdiri dari strategi molekuler yang memungkinkan respon cepat terhadap variasi mendadak dalam konsentrasi glukosa. Dalam pengertian ini, ekspresi GLUT2 dalam membran sel yang fungsinya diaktifkan oleh hiperglikemia memberikan peran regulasi padanya.
Faktanya, telah ditunjukkan bahwa sekresi insulin oleh sel pankreas dipicu oleh deteksi glukosa oleh GLUT2.
Sekresi insulin oleh sel pankreas dipicu oleh deteksi glukosa oleh GLUT2. Oleh Joshua J Reed [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons.
Selain itu, ini memediasi kontrol saraf otonom makan, termoregulasi, dan fungsi sel pankreas yang dirangsang oleh deteksi glukosa.
Ketika kadar GLUT2 menurun di sel saraf, mereka menghasilkan sinyal positif untuk memicu sekresi glukagon. Mengingat bahwa glukagon adalah hormon yang mendorong produksi glukosa oleh hati dari simpanan glikogen.
Referensi
- Burcelin R, Thorens B. Bukti bahwa extrapancreatic GLUT tergantung glukosa sensor controlglucagon sekresi. Diabetes. 2001; 50 (6): 1282-1289.
- Kellett GL, Brot-Laroche E, Mace OJ, Leturque A. Gula penyerapan di usus: the peran dari GLUT2. Annu Rev Nutr. 2008; 28: 35-54.
- Lamy CM, Sanno H, Labouèbe G, Picard A, Magnan C, Chatton JY, Thorens B. Neuron GLUT2 yang diaktifkan hipoglikemia dari nukleus traktus soliter merangsang aktivitas vagal dan sekresi glukagon. Metab Sel. 2014; 19 (3): 527-538.
- Mueckler M, Thorens B. SLC2 (GLUT) keluarga dari transporter membran. Mol Aspek Med.2013; 34 (2-3): 121-38.
- Tarussio D, Metref S, Seyer P, Mounien L, Vallois D, Magnan C, Foretz M, Thorens B. saraf glukosa penginderaan Menagatur postnatal β sel proliferasi dan homeostasis glukosa. J Clin Invest. 2014; 124 (1): 413-424.
- B. GLUT2 di pankreas dan deteksi gluko ekstra-pankreas (ulasan). Mol Anggota Biol.2001 ; 18 (4): 265-273.
- Thorens B, Mueckler M. Pengangkut glukosa di abad ke – 21 . Am J Fisiol Endokrinol Metab. 2010; 298 (2): E141-E145.
- Thorens B. GLUT2, glukosa penginderaan dan glukosa homeostasis. Diabetologi. 2015; 58 (2): 221-232.
