Die Proteine Natrium-Glucose-Transport (SGLT) sind dafür verantwortlich, den aktiven Glucosetransport in Säugetierzellen gegen einen Konzentrationsgradienten zu transportieren. Die Energie, die benötigt wird, um diesen Transport zu ermöglichen, wird vom Natrium-Cotransport in die gleiche Richtung (Symport) gewonnen.
Seine Position beschränkt sich auf die Membran der Zellen, die das Epithelgewebe bilden, das für die Absorption und Reabsorption von Nährstoffen verantwortlich ist (Dünndarm und proximal gewundener Tubulus der Niere).
Glukosetransporter SGLT führen im Gegensatz zu GLUTs den Transport von Glukose und Natrium gegen ihren Konzentrationsgradienten durch. Von NuFS, San Jose State University, modifiziert von Wikimedia Commons.
Bisher wurden nur sechs Isoformen beschrieben, die zu dieser Familie von Transportern gehören: SGLT-1, SGLT-2, SGLT-3, SGLT-4, SGLT-5 und SGLT-6. In allen Fällen liefert der durch den Transport des Natriumions erzeugte elektrochemische Strom Energie und induziert die Konformationsänderung in der Struktur des Proteins, die erforderlich ist, um den Metaboliten auf die andere Seite der Membran zu verlagern.
Alle diese Isoformen unterscheiden sich jedoch durch folgende Unterschiede:
- Der Grad ihrer Affinität zu Glukose,
- Die Fähigkeit, den Transport von Glucose, Galactose und Aminosäuren durchzuführen,
- Das Ausmaß, in dem sie durch Florizin und gehemmt werden
- Die Gewebestelle.
Molekulare Mechanismen des Glukosetransports
Glucose ist ein Monosaccharid mit sechs Kohlenstoffen, das von den meisten existierenden Zelltypen zur Energiegewinnung über metabolische Oxidationswege verwendet wird.
Aufgrund seiner Größe und seiner im Wesentlichen hydrophilen Natur ist es nicht in der Lage, Zellmembranen durch freie Diffusion zu durchqueren. Daher hängt ihre Mobilisierung zum Cytosol von der Anwesenheit von Transportproteinen in den Membranen ab.
Die bisher untersuchten Glukosetransporter führen den Transport dieses Metaboliten durch passive oder aktive Transportmechanismen durch. Der passive Transport unterscheidet sich vom aktiven Transport dadurch, dass keine Energieversorgung erforderlich ist, da er zugunsten eines Konzentrationsgradienten erfolgt.
Die am passiven Transport von Glukose beteiligten Proteine gehören zur Familie der GLUTs-erleichterten Diffusionstransporter, benannt nach dem englischen Akronym des Begriffs "Glukosetransporter". Während diejenigen, die einen aktiven Transport davon durchführen, SGLT für "Natrium-Glucose-Transportproteine" genannt wurden.
Letztere erhalten die freie Energie, die erforderlich ist, um den Transport von Glucose gegen ihren Konzentrationsgradienten des Cotransports des Natriumions durchzuführen. Es wurden mindestens 6 Isoformen von SGLT identifiziert und ihre Position scheint auf Epithelzellmembranen beschränkt zu sein .
SGLT-Funktionen
Die SGLT-Transporter sind nicht spezifisch für Glukose, sie können eine andere Vielzahl von Metaboliten wie Aminosäuren, Galaktose und andere Metaboliten transportieren und nutzen dazu die vom Natriumionen-Cotransport freigesetzte Energie zugunsten ihres Konzentrationsgradienten. By speciLadyofHats) .push ({});
Die am häufigsten untersuchte Funktion dieses Transportertyps ist die Reabsorption von Glucose im Urin.
Dieser Reabsorptionsprozess beinhaltet die Mobilisierung von Kohlenhydraten aus den Nierentubuli durch die Zellen des tubulären Epithels zum Lumen der peritubulären Kapillaren. Als Isoform mit hoher Kapazität und Affinität für Glucose ist SGLT-2 der Hauptverursacher.
Die Glukoseabsorptionsfunktion im Darmtrakt wird SGLT-1 zugeschrieben, einem Transporter, der trotz geringer Kapazität eine hohe Affinität für Glukose aufweist.
Das dritte Mitglied dieser Familie, SGLT3, wird in den Membranen der Skelettmuskelzellen und des Nervensystems exprimiert, wo es nicht als Glukosetransporter, sondern als Sensor für die Konzentrationen dieses Zuckers im extrazellulären Medium zu wirken scheint.
Die Funktionen der Isoformen SGLT4, SGLT5 und SGLT6 wurden bisher nicht bestimmt.
Verweise
- Abramson J, Wright EM. Struktur und Funktion von Na-Symportern mit invertierten Wiederholungen. Curr Opin Struct Biol. 2009; 19: 425-432.
- Alvarado F, Kran RK. Studien zum Mechanismus der intestinalen Absorption von Zuckern. VII. Phenylglycosidtransport und seine mögliche Beziehung zur Phlorizin-Hemmung des aktiven Zuckertransports durch den Dünndarm. Biochim Biophys Acta. 1964; 93: 116 & ndash; 135.
- Charron FM, Blanchard MG, Lapointe JY. Die intrazelluläre Hypertonizität ist für den Wasserfluss verantwortlich, der mit dem Na_ / Glucose-Cotransport verbunden ist. Biophys J. 2006; 90: 3546 & ndash; 3554.
- Chen XZ, Coady MJ, Lapointe JY. Die schnelle Spannungsklemme offenbart eine neue Komponente von Presteady-State-Strömen aus dem Na_-Glucose-Cotransporter. Biophys J. 1996; 71: 2544 & ndash; 2552.
- Färber J, Holz IS, Palejwala A, Ellis A, Shirazi-Beechey SP. Expression von Monosaccharidtransportern im Darm von Diabetikern. Am J Physiol Gastrointest Leberphysiol. 2002; 282: G241-G248.
- Soták M, Marks J, Unwin RJ. Vermutliche Lage und Funktion des Gewebes des SLC5-Familienmitglieds SGLT3. Exp Physiol. 2017; 102 (1): 5-13.
- Turk E, Wright EM. Membrantopologiemotive in der SGLT-Cotransporterfamilie. J Membr Biol. 1997; 159: 1-20.
- Turk E., Kim O., Le Coutre J., Whitelegge JP, Eskandari S., Lam J. T., Kreman M., Zampighi G., Faull KF, Wright EM. Molekulare Charakterisierung von Vibrio parahaemolyticus vSGLT: ein Modell für Natrium-gekoppelte Zucker-Cotransporter. J Biol Chem. 2000; 275: 25711 & ndash; 25716.
- Taroni C, Jones S., Thornton JM. Analyse und Vorhersage von Kohlenhydratbindungsstellen. Protein Eng. 2000; 13: 89-98.
- Wright EM, Loo DD, Hirayama BA. Biologie menschlicher Natriumglukosetransporter. Physiol Rev. 2011; 91 (2): 733 & ndash; 794.