transportasi protein natrium-glukosa (SGLT) adalah bertanggung jawab untuk pengangkutan aktif glukosa dalam sel mamalia melawan gradien konsentrasi. Energi yang diperlukan untuk memungkinkan transpor ini diperoleh dari kotranspor natrium dalam arah yang sama (simpang).
Lokasinya terbatas pada membran sel yang membentuk jaringan epitel yang bertanggung jawab untuk penyerapan dan reabsorpsi nutrisi (usus halus dan tubulus kontortus proksimal ginjal).
Pengangkut glukosa SGLT, tidak seperti GLUT, melakukan pengangkutan glukosa dan natrium melawan gradien konsentrasinya. Oleh NuFS, Universitas Negeri San Jose [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dimodifikasi dari Wikimedia Commons.
Sampai saat ini, hanya enam isoform milik keluarga transporter ini yang telah dijelaskan: SGLT-1, SGLT-2, SGLT-3, SGLT-4, SGLT-5 dan SGLT-6. Dalam semua dari mereka, arus elektrokimia yang dihasilkan oleh pengangkutan ion natrium menyediakan energi dan menginduksi perubahan konformasi dalam struktur protein yang diperlukan untuk mentranslokasi metabolit ke sisi lain dari membran.
Namun, semua isoform ini berbeda satu sama lain dengan menghadirkan perbedaan dalam:
- Tingkat afinitas yang mereka miliki untuk glukosa,
- Kemampuan untuk melakukan pengangkutan glukosa, galaktosa dan asam amino,
- Sejauh mana mereka dihambat oleh florizin dan
- Lokasi tisu.
Indeks artikel
Mekanisme molekuler transpor Glukosa
Glukosa adalah monosakarida enam karbon yang digunakan oleh sebagian besar jenis sel yang ada untuk energi melalui jalur oksidasi metabolik.
Mengingat ukurannya yang besar dan sifat dasarnya hidrofilik, ia tidak dapat melintasi membran sel dengan difusi bebas. Oleh karena itu, mobilisasi mereka ke sitosol bergantung pada keberadaan protein transpor dalam membran tersebut.
Pengangkut glukosa yang dipelajari sejauh ini melakukan pengangkutan metabolit ini dengan mekanisme transpor pasif atau aktif. Transpor pasif berbeda dari transpor aktif karena tidak memerlukan pasokan energi untuk dilakukan, karena terjadi dalam mendukung gradien konsentrasi.
Protein yang terlibat dalam transpor pasif glukosa milik keluarga GLUTs difasilitasi transporter difusi, dinamai akronim dalam bahasa Inggris dari istilah “Glukosa Transporter”. Sementara mereka yang melakukan transpor aktif yang sama disebut SGLT oleh “protein transpor natrium-glukosa”.
Yang terakhir memperoleh energi bebas yang diperlukan untuk melakukan pengangkutan glukosa melawan gradien konsentrasinya dari cotransport ion natrium. Setidaknya 6 isoform SGLT telah diidentifikasi dan lokasinya tampaknya terbatas pada membran sel epitel .
Fitur SGLT
Transporter SGLT tidak spesifik untuk glukosa, mereka mampu mengangkut berbagai metabolit lain seperti asam amino, galaktosa dan metabolit lainnya, dan untuk ini mereka menggunakan energi yang dilepaskan oleh cotransport ion natrium yang mendukung gradien konsentrasinya. Oleh speciLadyofHats [CC0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), dari Wikimedia Commons.
Seperti namanya, protein transpor natrium-glukosa melakukan cotransport natrium dan glukosa tipe simport atau natrium dan galaktosa ke sitosol sel.
Pengangkutan natrium yang mendukung gradien konsentrasi bertanggung jawab untuk menghasilkan energi bebas yang penting untuk dapat memobilisasi glukosa dari area konsentrasi rendah ke area konsentrasi tinggi.
Transporter ini adalah bagian dari kelompok natrium dan hidrogen anticarrier dan protein symporter yang gennya tidak terkait secara filogenetik.
Lokasinya terbatas pada membran luminal sel epitel jaringan yang terlibat dalam penyerapan nutrisi, seperti usus halus dan tubulus kontortus proksimal.
Jenis SGLT
Sampai saat ini, enam isoform transporter SGLT telah diidentifikasi (SGLT-1, SGLT-2, SGLT-3, SGLT-4, SGLT-5 dan SGLT-6). Semua menunjukkan perbedaan dalam preferensi untuk mengangkut glukosa atau galaktosa, afinitas mereka hadir untuk gula ini dan natrium, dan fakta bahwa mereka dapat dihambat oleh florizin.
SGLT1 memiliki kemampuan untuk mengangkut galaktosa selain glukosa dengan kinetika yang sangat mirip, sedangkan SGLT2 hanya mengangkut glukosa.
Struktur GSLT
Panjang sekuens peptida protein SGLT berkisar antara 596 hingga 681 residu asam amino. Sementara itu, persentase homologi antara sekuens bervariasi antara 50 dan 84% dalam kaitannya dengan SGLT-1, dengan tingkat divergensi tertinggi ditemukan pada sekuens yang sesuai dengan domain ekstraseluler terminal amino dan terminal karboksil.
Struktur umum bertepatan dengan protein multipass integral, yaitu, melintasi membran beberapa kali melalui domain transmembran yang kaya akan asam amino hidrofobik.
Domain transmembran ini berjumlah 14 secara total dan masing-masing memiliki struktur sekunder -helix. Segmen 1, 2, 5, 7 dan 9 secara spasial diatur dalam posisi sentral sehingga menimbulkan pembentukan pori hidrofilik.
Glukosa melewati pori hidrofilik, serta salah satu metabolit lain yang transporter mungkin memiliki afinitas. Fragmen heliks yang tersisa disusun secara paralel untuk memberikan stabilitas struktural saluran yang lebih besar.
Fungsi SGLT
Anggota keluarga SGLT tidak menunjukkan spesifisitas yang unik untuk glukosa. Sebaliknya, mereka mampu secara aktif memobilisasi berbagai metabolit seperti asam amino, ion, glukosa dan osmolit melalui membran sel tubulus ginjal dan epitel usus.
Fungsi yang paling banyak dipelajari dari jenis transporter ini adalah reabsorpsi glukosa dalam urin.
Proses reabsorpsi ini melibatkan mobilisasi karbohidrat dari tubulus ginjal melalui sel-sel epitel tubulus ke lumen kapiler peritubulus. Menjadi isoform kapasitas tinggi dan afinitas untuk glukosa SGLT-2, yang merupakan kontributor utama.
Fungsi penyerapan glukosa di saluran usus dikaitkan dengan SGLT-1, transporter yang meskipun memiliki kapasitas rendah memiliki afinitas tinggi untuk glukosa.
Anggota ketiga dari keluarga ini, SGLT3, diekspresikan dalam membran sel otot rangka dan sistem saraf , di mana ia tampaknya tidak bertindak sebagai pengangkut glukosa melainkan sebagai sensor konsentrasi gula ini dalam media ekstraseluler.
Fungsi isoform SGLT4, SGLT5 dan SGLT6 belum ditentukan sejauh ini.
Referensi
- Abramson J, Wright EM. Struktur dan fungsi simporter Na dengan pengulangan terbalik. Biol Struktur Opin Curr.2009; 19: 425-432.
- Alvarado F, Derek RK. Studi tentang mekanisme penyerapan usus gula. VII. Transpor fenilglikosida dan kemungkinan hubungannya dengan penghambatan phlorizin terhadap transpor aktif gula oleh usus kecil. Biochim Biophys Acta 1964 ; 93: 116-135.
- Charron FM, Blanchard MG, Lapointe JY. Hipertonisitas intraseluler bertanggung jawab atas fluks air yang terkait dengan kotranspor Na_ / glukosa. Biophys J. 2006; 90: 3546-3554.
- Chen XZ, Coady MJ, Lapointe JY. Penjepit tegangan cepat mengungkapkan komponen baru arus keadaan prastabil dari kotransporter Na_-glukosa. Biophys J. 1996; 71: 2544-2552.
- Dyer J, Wood IS, Palejwala A, Ellis A, Shirazi-Beechey SP. Ekspresi transporter monosakarida di usus manusia diabetes. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002; 282: G241-G248.
- Sotak M, Marks J, Unwin RJ. Diduga jaringan lokasi dan fungsi dari SLC5 anggota keluarga SGLT3. Exp Fisiol. 2017; 102 (1): 5-13.
- Turk E, Wright EM. Motif topologi membran dalam keluarga cotransporter SGLT. J Anggota 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. Karakterisasi molekuler Vibrio parahaemolyticus vSGLT: caral untuk cotransporter gula yang digabungkan dengan natrium. J Biol Kimia 2000; 275: 25711-25716.
- Taroni C, Jones S, Thornton JM. Analisis dan prediksi situs pengikatan karbohidrat. Protein Eng.2000; 13: 89-98.
- Wright EM, Loo DD, Hirayama BA. Biologi pengangkut glukosa natrium manusia . Physiol Rev. 2011; 91 (2): 733-794.
