Velkommen > Fysiologi > Hexose transportører

Hexose transportører

 

Hexoserne; glucose, galactose og fructose kan kaldes de basale brændstoffer for eukaryote celler. Disse stoffer er ikke i stand til at diffundere over cellemembranen, og er derfor afhængig af et transportmolekyle for at komme ind og ud af celler. To forskellige grupper af hexose transportører er identificeret og klassificeret på baggrund af deres afhængighed af cellulær energi. 

1. Transporterer hexose med en koncentrationsgradient: GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT4 og GLUT5.

2. Transporterer hexose mod en koncentrationsgradient ved hjælp af energi fra en elektrokemisk gradient af natrium  (cotransport): SGLUT1.

Hver af disse transportører har forskellig affinitet for glukose og de andre hexoser, hvilket stort set dikterer deres funktion. GLUT 1, 3 og 4 har en høj affinitet for glukose (Km ca. 2-5 mM) hvilket indikerer, at de når en maksimal transportrate under fysiologiske koncentrationer af glukose, som er ca. 5mM. I kontrast her til har GLUT2 en lav affinitet for glukose (Km ca. 15 mM) hvilket tillader en ændring i transportrate proportionalt med de ændringer i glukose koncentrationen der sker efter fordøjelsen af et kulhydratrig måltid.

Transportaktiviteten vil stige i takt med at der bliver tilført mere og mere substrat. Ved en given substratmængde vil alle transportmolekylerne være engageret og transportraten vil være nået et foreløbigt maksimum, der kaldes Vmax. Det vil naturligvis kunne ændres hvis der fx tilføres flere transportmolekyler.  For bedre at kunne beskrive formen af kurven over transportrate anvender man udtrykket Km (Michaelis-konstant). Konstanten udtrykker transportmolekylets affinitet  for sit substrat, hvor en høj Km svarer til lav affinitet. Km er defineret som den substrat-koncentration, hvor reaktionens hastighed er halvdelen af den maksimale hastighed.
 
Hexose transportører har et ganske distinkt ekspressionsmønster i vævene. De fleste celler udtrykker mere end en hexose-transpotøre. Man kan f.eks. kigge på epitelceller i tyndtarmen der optager glucose, galactose og fructose fra tarmen af, og eksporterer disse sukkere til blodet.


Billedekilde: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/

Den apikale membran indeholder natrium-glukose cotransportøren SGLUT1 der optager glukose og galactose i cotransport med natrium. Membranen indeholder også GLUT5 der medierer absorption af fruktose.
I den basolaterale cellemembran findes der GLUT2 transportører der tillader diffusion af alle tre hexoser ud af cellen ind i extracellulær væsken og i endelig ind i blodet.

Disse hexosetranspotører er store integrerede membranproteiner. På basis af den deducerede aminosyre sekvens, udfra deres klonede cDNA, så ved man at de har en ens struktur. Bestående af 12 transmembrane regioner med både den C-terminal og N-terminal ende på den cytoplasmiske side. Ud over det lader de til at være glycosyleret  på en af de extracellulære løkker.


Billedekilde: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/

Transporten af sukker over membranen lader til at være et resultat af en række konformationsændringer der ”flipper” transportøren mellem forskellige stadier hvor bindingsstedt for hexosen enten vender ud extracellulært eller ind i den cytoplasmiske side af membranen. Transporten af hexosen i begge retninger er altså afhængig af den relative koncentration på begge sider af membranen.

Nogle vigtige karakteristika ved hexose transportørerne:

Transportør

Vigtige udtrykssteder

Karakteristika

SGLUT-1

Tarmenes mucosa, nyrernes tubule

Cotransport af et molekyle glukose eller galactose sammen med to natrium ioner. Transporterer ikke fruktose

GLUT-1

Hjernen, erythrocyter, endothel celler, føtal væv.

Transport af glukose (høj affinitet) og galactose.

Transporterer ikke fruktose

Udtrykkes i mange celler. 

GLUT-2

Lever, bugspytkirtlens beta celler, tyndtarm, nyrer.

Transport af glukose, galactose og fruktose.

En lav affinitet, høj kapacitet transportør.

Virker som glukose sensor i bugspytkirtlens beta celler.

GLUT-3

Hjernen, livmoder og testikler.

Transport af glukose (høj affinitet) og galactose.

Transporterer ikke fruktose

Den primære glukose transpotør i neuroner.

GLUT-4

Skelet og hjerte muskulatur, adipocyter

Den insulin-responsive glukosetranspotør

Høj affinitet for glukose.

GLUT-5

Tyndtarm, sædceller.

Transporterer fruktose, men ikke glukose og galactose.

Findes også i hjernen, nyrer, adipocyter og muskler.



Der skal tilføjes lidt om translokation og transcription, som de to veje til tilstedeværelse i cellemembranen.


Referencer og Reviews
Shepherd PR, Kahn BB: Glucose transporters and insulin action. New Eng J Med 341:248-257, 1999.
Silverman M: Structure and function of hexose transporters. Annu Rev Biochem 60:757-794, 1991.
Thorens B: Facilitated glucose transporters in epithelial cells. Annu Rev Physiol 55:591-608, 1993.
Wright EM: The intestinal Na+/glucose cotransporter. Annu Rev Physio 55:575-589, 1993.

Noten bygger på en engelsk webside skrevet af R. Bowen (rbowen@lamar.colostate.edu) som kan findes på http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/index.html

 

Powered By CMSimple.dk | Design By DCWD