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| シュガー_tr | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | シュガー_tr | ||||||||
| パム | PF00083 | ||||||||
| ファム一族 | CL0015 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00190 | ||||||||
| TCDB | 2.A.1.1 | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 15 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 4gc0 | ||||||||
| 医療機器 | cd17315 | ||||||||
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グルコーストランスポーターは、促進拡散として知られるプロセスである、細胞膜を介したグルコースの輸送を促進する膜タンパク質の広範なグループです。グルコースはすべての生命にとって重要なエネルギー源であるため、これらのトランスポーターはすべての門に存在します。GLUT または SLC2A ファミリーは、ほとんどの哺乳類細胞に見られるタンパク質ファミリーです。14 の GLUTS はヒトゲノムによってコード化されています。GLUT は、ユニポータートランスポータータンパク質の一種です。
遊離グルコースの合成
非栄養細胞のほとんどはグルコース-6-ホスファターゼの発現が欠如しているため、遊離グルコースを生成できず、グルコースの取り込みと異化のみに関与します。通常は肝細胞でのみ生成されますが、絶食状態では、腸、筋肉、脳、腎臓などの他の組織は糖新生の活性化に続いてグルコースを生成できます。
酵母におけるグルコース輸送
サッカロミセス・セレビシエでは、グルコースの輸送は促進拡散によって行われます。[1]輸送タンパク質は主にHxtファミリーに属しますが、他にも多くの輸送体が同定されています。[2]
哺乳類におけるグルコース輸送
GLUT は膜貫通タンパク質で、12 本の膜貫通ヘリックスを含み、アミノ末端とカルボキシル末端の両方が細胞膜の細胞質側に露出しています。GLUT タンパク質は、グルコースと関連ヘキソースを交互構造モデルに従って輸送します。[5] [6] [7]このモデルでは、トランスポーターが単一の基質結合部位を細胞の外側または内側に露出させることが予測されています。一方の部位にグルコースが結合すると、輸送に関連する構造変化が引き起こされ、膜の反対側にグルコースが放出されます。内側と外側のグルコース結合部位は、膜貫通セグメント 9、10、11 に位置しているようです。[8]また、 7 番目の膜貫通セグメントに位置するDLSモチーフは、輸送される基質の選択と親和性に関与している可能性があります。[9] [10]
種類
各グルコーストランスポーターアイソフォームは、組織発現、基質特異性、輸送動態、およびさまざまな生理学的条件における制御発現のパターンによって決定されるグルコース代謝において特定の役割を果たします。[11]現在までに、GLUT/SLC2の14のメンバーが特定されています。[12]配列の類似性に基づいて、GLUTファミリーは3つのサブクラスに分類されています。
クラスI
クラスIは、よく特徴付けられたグルコーストランスポーターGLUT1-GLUT4で構成されています。[13]
クラス II/III
クラス II は次のもので構成されます。
- GLUT5 ( SLC2A5 )、腸管上皮細胞におけるフルクトース輸送体
- GLUT7（SLC2A7）は小腸と大腸に存在し、[12]小胞体からブドウ糖を輸送する[14]
- GLUT9（SLC2A9 ）は最近、尿酸を輸送することがわかった。
- GLUT11 ( SLC2A11 )
クラス III は次のもので構成されます。
- GLUT6（SLC2A6）、
- GLUT8（SLC2A8）、
- GLUT10（SLC2A10）、
- GLUT12（SLC2A12）、および
- GLUT13はH+/ミオイノシトールトランスポーターHMIT（SLC2A13）とも呼ばれ、主に脳で発現しています。[12]
クラス II および III のほとんどのメンバーは、 ESTデータベースの相同性検索や、さまざまなゲノム プロジェクトによって提供される配列情報によって最近特定されました。
これらの新しい[いつ？ ]グルコーストランスポーターアイソフォームの機能は、現時点ではまだ明確に定義されていません。それらのいくつか (GLUT6、GLUT8) は、細胞内に保持してグルコースの輸送を防ぐのに役立つモチーフで構成されています。これらのトランスポーターの細胞表面転座を促進するメカニズムが存在するかどうかはまだわかっていませんが、インスリンが GLUT6 と GLUT8 の細胞表面転座を促進しないことは明らかに確立されています。
ナトリウム-グルコース共輸送の発見
1960年8月、プラハでロバート・K・クレインは、腸管でのグルコース吸収のメカニズムとして、ナトリウム-グルコース共輸送の発見を初めて発表した。 [15] クレインの共輸送の発見は、生物学におけるフラックスカップリングの最初の提案であった。[16] クレインは1961年に、能動輸送を説明するために共輸送の概念を初めて定式化した。具体的には、刷子縁膜を越えた腸管上皮におけるグルコースの蓄積は、刷子縁を越えた下り坂のNa+輸送と連動していると提案した。この仮説は急速に検証され、洗練され、事実上すべての細胞タイプへの多様な分子とイオンの能動輸送を包含するように拡張された。[17]
参照
参考文献
- ^ abcdefgh Maier A、Völker B、Boles E、Fuhrmann GF (2002 年 12 月)。「Saccharomyces cerevisiae における、Hxt1、Hxt2、Hxt3、Hxt4、Hxt6、Hxt7、または Gal2 トランスポーター単独による、細胞膜小胞 (逆輸送) と無傷細胞 (初期取り込み) でのグルコース輸送の特性評価」。FEMS Yeast Research。2 ( 4 ): 539–50。doi : 10.1111 /j.1567-1364.2002.tb00121.x。PMID 12702270。
- ^ 「S. cerevisiae の可能性のあるグルコーストランスポーターのリスト」。UniProt。
- ^ abcdefghijklmn Boles E、Hollenberg CP (1997 年 8 月)。「酵母におけるヘキソース輸送の分子遺伝学」。FEMS Microbiology Reviews。21 (1): 85–111。doi : 10.1111 /j.1574-6976.1997.tb00346.x。PMID 9299703 。
- ^ ab ディデリヒ JA、シュールマンス JM、ファン ガーレン MC、クルッケバーグ AL、ヴァン ダム K (2001 年 12 月)。 「出芽酵母におけるヘキソーストランスポーターホモログHXT5の機能解析」。酵母。18 (16): 1515–24。土井：10.1002/年779。PMID 11748728。S2CID 22968336 。
- ^ Oka Y, Asano T, Shibasaki Y, Lin JL, Tsukuda K, Katagiri H, Akanuma Y, Takaku F (1990 年 6 月). 「C 末端切断型グルコーストランスポーターは、輸送活性のない内向きの形態に固定される」. Nature . 345 (6275): 550–3. Bibcode :1990Natur.345..550O. doi :10.1038/345550a0. PMID 2348864. S2CID 4264399.
- ^ Hebert DN、Carruthers A (1992 年 11 月)。「グルコーストランスポーターのオリゴマー構造がトランスポーターの機能を決定する。四量体および二量体 GLUT1 の可逆的な酸化還元依存性相互変換」。The Journal of Biological Chemistry。267 ( 33): 23829–38。doi : 10.1016 /S0021-9258(18)35912- X。PMID 1429721 。
- ^ Cloherty EK、Sultzman LA、 Zottola RJ 、 Carruthers A (1995 年 11 月)。「純糖輸送は多段階プロセスです。赤血球の細胞質糖結合部位の証拠」。生化学。34 (47): 15395–406。doi :10.1021/bi00047a002。PMID 7492539 。
- ^ Hruz PW、 Mueckler MM (2001)。「GLUT1促進性グルコーストランスポーターの構造解析（レビュー）」。分子 膜生物学。18 （3）：183–93。doi ：10.1080/09687680110072140。PMID 11681785。
- ^ Seatter MJ、De la Rue SA、Porter LM、Gould GW (1998 年 2 月)。「グルコーストランスポーターファミリーの膜貫通ヘリックス VII の QLS モチーフは、D-グルコースの C-1 位置と相互作用し、外面結合部位での基質選択に関与している」。生化学。37 ( 5 ): 1322–6。doi :10.1021/bi972322u。PMID 9477959 。
- ^ Hruz PW、Mueckler MM（1999年12月）。「GLUT1グルコーストランスポーターの膜 貫通セグメント7のシステインスキャン突然変異誘発」。The Journal of Biological Chemistry。274（51）：36176–80。doi ：10.1074 /jbc.274.51.36176。PMID 10593902。
- ^ Thorens B (1996 年 4月) 。「腸管、腎臓、肝臓のグルコース フラックスの調節におけるグルコース トランスポーター」。アメリカ生理学ジャーナル270 (4 Pt 1): G541-53。doi :10.1152/ajpgi.1996.270.4.G541。PMID 8928783 。
- ^ abcde Thorens B、Mueckler M (2010 年 2 月)。 「 21 世紀のグルコーストランスポーター」。American Journal of Physiology、内分泌学および代謝 。298 ( 2): E141-5。doi : 10.1152/ajpendo.00712.2009。PMC 2822486。PMID 20009031。
- ^ ベルGI、茅野T、ブセJB、ブラントCF、武田J、リンD、福本H、西濃S（1990年3月）。 「哺乳類のグルコーストランスポーターの分子生物学」。糖尿病ケア。13 (3): 198–208。土井：10.2337/diacare.13.3.198。PMID 2407475。S2CID 20712863 。
- ^ Boron WF (2003).医学生理学: 細胞と分子のアプローチ. Elsevier/Saunders. p. 995. ISBN 978-1-4160-2328-9。
- ^ Crane RK、Miller D、Bihler I (1961)。「糖の腸管輸送の可能なメカニズムに関する制限」Kleinzeller A、Kotyk A (編)。膜輸送と代謝。1960 年 8 月 22 ～ 27 日にプラハで開催されたシンポジウムの議事録。プラハ:チェコ科学アカデミー。pp. 439 ～ 449。
- ^ Wright EM、Turk E (2004 年2月)。「ナトリウム/グルコース共輸送ファミリーSLC5」。Pflügers Archiv。447 ( 5 ) : 510–8。doi : 10.1007 /s00424-003-1063-6。PMID 12748858。S2CID 41985805。
- ^ Boyd CA (2008 年 3 月). 「上皮生理学における事実、空想、そして楽しみ」.実験生理学. 93 (3): 303–14. doi : 10.1113/expphysiol.2007.037523 . PMID 18192340. S2CID 41086034.
この時代の洞察で、現在のすべての教科書に残っているのは、
もともと 1960 年に発表されたシンポジウム論文 (
Crane et al. 1960) の付録として発表された
Robert Crane
の考えです。ここでの重要な点は、「フラックス カップリング」、つまり小腸上皮細胞の頂端膜におけるナトリウムとグルコースの
共輸送
でした。半世紀後、この考えは、すべての輸送タンパク質の中で最も研究されているものの 1 つ (SGLT1)、ナトリウム-グルコース共輸送体になりました。
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるグルコース + 輸送 + タンパク質、+ 促進因子