Za proteine transportne natrijev-glukoze (SGLT) so odgovorni za prenašanje aktivne transport glukoze v celicah sesalcev proti koncentracijski gradient. Energija, ki je potrebna za omogočanje tega prevoza, se pridobiva iz natrijevega kotransporta v isti smeri (symport).
Njegova lokacija je omejena na membrano celic, ki tvorijo epitelijska tkiva, odgovorna za absorpcijo in reapsorpcijo hranilnih snovi (tanko črevo in proksimalni zviti tubul ledvice).
Prevozniki glukoze SGLT za razliko od GLUT-ov izvajajo transport glukoze in natrija proti njihovemu koncentracijskemu gradientu. Avtor NuFS, Državna univerza San Jose, spremenjena iz Wikimedia Commons.
Do danes je bilo opisanih le šest izoform, ki pripadajo tej družini prevoznikov: SGLT-1, SGLT-2, SGLT-3, SGLT-4, SGLT-5 in SGLT-6. V vseh njih elektrokemični tok, ki nastane s transportom natrijevega iona, zagotavlja energijo in povzroči konformacijsko spremembo strukture beljakovin, ki je potrebna za premeščanje metabolita na drugo stran membrane.
Vendar se vsi ti izoformi med seboj razlikujejo po predstavitvi razlik v:
- Stopnjo naklonjenosti glukozi,
- Sposobnost prevoza glukoze, galaktoze in aminokislin,
- Stopnja, do katere jih zavira florizin in
- Lokacija tkiv.
Molekularni mehanizmi prenosa glukoze
Glukoza je šest-ogljikov monosaharid, ki ga večina obstoječih vrst celic uporablja za energijo po metaboličnih oksidacijskih poteh.
Zaradi velike velikosti in v bistvu hidrofilne narave ne more prečkati celičnih membran s prosto difuzijo. Zato je njihova mobilizacija v citosol odvisna od prisotnosti transportnih beljakovin v omenjenih membranah.
Do sedaj preučeni glukozni prevozniki izvajajo transport tega presnovka s pasivnimi ali aktivnimi transportnimi mehanizmi. Pasivni transport se od aktivnega prevoza razlikuje po tem, da ne potrebuje oskrbe z energijo, saj se zgodi v prid koncentracijskemu gradientu.
Proteini, ki sodelujejo pri pasivnem transportu glukoze, spadajo v družino olajšanih difuzijskih prenašalcev GLUT, poimenovane po kratici v angleščini izraza "Glucose Transporters". Medtem ko tisti, ki opravljajo njen aktivni transport, se imenuje SGLT za "beljakovine za prevoz natrija-glukoze".
Slednji pridobijo brezplačno energijo, potrebno za izvajanje prenosa glukoze glede na njen koncentracijski gradient kotransporta natrijevega iona. Identificiranih je bilo vsaj 6 izoform SGLT in zdi se, da je njihova lokacija omejena na epitelne celične membrane .
Značilnosti SGLT
Prenašalci SGLT niso specifični za glukozo, sposobni so prenašati drugo vrsto presnovkov, kot so aminokisline, galaktoza in drugi presnovki, za to pa porabijo energijo, ki jo sprosti natrijev ion kotransport v korist njegovega koncentracijskega gradienta. Po speciLadyofHats) .push ({});
Najbolj raziskana funkcija te vrste prenašalcev je reabsorpcija glukoze v urinu.
Ta postopek reabsorpcije vključuje mobilizacijo ogljikovih hidratov iz ledvičnih tubulov skozi celice cevastega epitelija do lumena peritubularnih kapilar. Kot izoforma visoke zmogljivosti in naklonjenosti glukozi SGLT-2, ki je glavni prispevalec.
Funkcija absorpcije glukoze v črevesnem traktu je pripisana SGLT-1, transporterju, ki kljub nizki zmogljivosti ima visoko afiniteto do glukoze.
Tretji član te družine, SGLT3, se izraža v membranah skeletnih mišičnih celic in živčnega sistema, kjer se zdi, da ne deluje kot prenašalka glukoze, temveč kot senzor koncentracije tega sladkorja v zunajceličnem mediju.
Funkcije izoform SGLT4, SGLT5 in SGLT6 doslej niso bile določene.
Reference
- Abramson J, Wright EM. Struktura in funkcija Na simporterjev z obrnjenimi ponovitvami. Curr Mnenje Struktura Biol. 2009; 19: 425-432.
- Alvarado F, Žerjav RK. Študije mehanizma črevesne absorpcije sladkorjev. VII. Prenos fenilglikozida in njegova možna povezava z zaviranjem aktivnega prevoza sladkorjev s tankim črevesjem. Biochim Biophys Acta. 1964; 93: 116-135.
- Charron FM, Blanchard MG, Lapointe JY. Intracelična hipertoničnost je odgovorna za vodni tok, povezan s kotransportom Na_ / glukoze. Biophys J. 2006; 90: 3546-3554.
- Chen XZ, Coady MJ, Lapointe JY. Hitra napetostna spona razkrije novo komponento predpogojnega toka iz kotransporterja Na_-glukoze. Biophys J. 1996; 71: 2544-2552.
- Dyer J, Wood IS, Palejwala A, Ellis A, Shirazi-Beechey SP. Izražanje prenašalcev monosaharida v črevesju diabetikov. Am J Physiol Gastrointest jeter Fiziol. 2002; 282: G241-G248.
- Soták M, Marks J, Unwin RJ. Položaj tkiv in funkcija člana družine SLC5 SGLT3. Exp Physiol. 2017; 102 (1): 5-13.
- Turk E, Wright EM. Membranski topološki motivi v družini prevoznikov 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. Molekularna karakterizacija virusa Vibrio parahaemolyticus vSGLT: model za kotransporterje sladkorja, vezane na natrij. J Biol Chem. 2000; 275: 25711-25716.
- Taroni C, Jones S, Thornton JM. Analiza in napovedovanje mest vezave ogljikovih hidratov. Protein Eng 2000; 13: 89–98.
- Wright EM, Loo DD, Hirayama BA. Biologija človeških prenašalcev natrijeve glukoze. Physiol Rev. 2011; 91 (2): 733-794.