GLUT transporteri

Ulazak glukoze u životinjske ćelije i njen izlazak iz ćelija

■ Nekoliko transportera posreduje u termodinamički povoljnom (u smjeru pada koncentracijskog gradijenta) transportu glukoze kroz plazma membrane životinjskih ćelija.

■ Članovi ove familije proteina označeni su GLUT1 do GLUT5. ● Sastoje se od jednog polipeptidnog lanca dužine oko 500 aminokise- linskih ostataka.

► Najčešća strukturna tema transportera za glukozu (GLUT) je prisustvo 12 transmembranskih segmanata, sa strukturom amfipatičke α-uzvojnice (polarni aminokiselinski ostaci nakaze se na jednoj strani α-uzvojnice, a oni hidrofobni na drugoj). Bočnim asociranjem ovih uzvojnica, pri čemu su njihove polarne strane orijentirane prema unutrašnjosti šupljine, u membrani nastaje transmembranski kanal okružen polarnim i nabijenim aminokiselinskim ostacima. Ovakav kanal pruža mnogo mogućnosti za vezivanje hidrogenskim vezama sa glukozom pri njenom prolasku.

Model transporta glukoze u eritrocite putem GLUT1

Familija transportera za glukozu

Naziv Tkivna lokacija Km Dodatno tumačenje

GLUT1 Sva tkiva sisara 1 mM Bazalni prihvat glukoze

GLUT2 Jetra i β-ćelije 15-20 mM U pankreasu, ima ulogu pankreasa u regulaciji inzulina U jetri, uklanja suvišak glukoze u krvi

GLUT3 Sva tkiva sisara 1 mM Bazalni unos glukoze

GLUT4 Mišići i ćelije 5 mM Količina u plazma masnog tkiva membrani se povećava tokom vježbanja

GLUT5 Tanko crijevo - Primarni transporter za fruktozu

□ Signalni put inzulinski receptor-protein kinaza B. Skraćenice: Ins, inzulin; IRS, supstrat inzulinskog receptora; PDK1, fosfoinizitid-zavisna protein kinaza 1; protein kinaza B. Finalni stupanj fosforilacije koji aktivira PKB prikazan je plavo.

Kancer i glikoliza

U hipoksičnim tumorskim tkivima glikoliza postaje mnogo intenzivnija usljed djelovanja transkripcijskog faktora, hipoksijom induciranog transkripcijskog faktora (hypoxia-inducibile transcription factor) HIF-1.

■ U odsustvu oksigena, HIF-1 povećava ekspresiju većine glikolitičkih enzima i transportera za glukozu GLUT1 i GLUT3.

● Unos glukoze korelira sa agresivnošću tumora i slabom prognozom.Ova adaptacija omogućava ćelijama tumora da prežive dok se ne izvrši vaskularizacija.

HIF-1 također stimulira rast novih tumora tako što pojačava ekspresijusignalnih molekula kao što je vaskularni endotelni faktor rasta (VEGF),koji olakšava rast krvnih sudova.

Proteini metabolizma glukoze kodirani genima koje regulira HIF-1

GLUT1GLUT3HeksokinazaFosfofruktokinazaAldolazaGliceraldehid 3- fosfat dehidrogenazaFosfoglicerat kinazaEnolazaPiruvat kinazaLaktat dehidrogenaza

Alteracije u ekspresiji gena u tumorima usljed hipoksije. Hipoksični uslovi u tumorskoj masi dovode do aktivacije HIF-1 (hipoksijom induciranog transkripcijskog faktora), koji inducira metaboličku adaptaciju (povišenje glikolitičkih enzima) i aktivira angiogeni faktor koji stimulira rast novih krvnih sudova.