GLUT1 - GLUT1 - Wikipedia

Транспортер глюкозы, тип 1
Идентификаторы
Псевдонимы	Glu_transpt_1IPR002439 фасилитатор гексозы эритроцитов / мозга GLUT1 транспортер глюкозы-1 Gtr1Glut1Glut-1
Внешние идентификаторы	Генные карты: [1]
Ортологи
Разновидность	Человек	Мышь
Entrez	н / д	н / д
Ансамбль	н / д	н / д
UniProt	н / д	н / д
RefSeq (мРНК)	н / д	н / д
RefSeq (белок)	н / д	н / д
Расположение (UCSC)	н / д	н / д
PubMed поиск	н / д	н / д
Викиданные
Просмотр / редактирование человека

Транспортер глюкозы 1 (или же GLUT1), также известный как семейство переносчиков растворенных веществ 2, облегченный переносчик глюкозы 1 (SLC2A1), является унипортер белок что у людей кодируется SLC2A1 ген.^[1] GLUT1 облегчает транспортировка глюкоза через плазматические мембраны клеток млекопитающих.^[2] Этот ген кодирует основные переносчик глюкозы у млекопитающих гематоэнцефалический барьер. Кодируемый белок находится в основном в клеточная мембрана и на поверхности клетки, где он также может функционировать как рецептор за вирус Т-клеточного лейкоза человека (HTLV) я и II.^[3] Хорошим источником GLUT1 являются мембраны эритроцитов. GLUT1 составляет 2% белка плазматической мембраны эритроцитов. GLUT1, обнаруженный в плазматической мембране эритроцитов, является классическим примером унипортера. После транспортировки глюкозы в эритроцит она быстро фосфорилируется с образованием глюкозо-6-фосфата, который не может покинуть клетку. Мутации в этом гене может вызвать Синдром дефицита GLUT1 1, синдром дефицита GLUT1 2, идиопатическая генерализованная эпилепсия 12, дистония 9, и криогидроцитоз с дефицитом стоматина.^[4][5]

Открытие

GLUT1 был первым переносчик глюкозы быть охарактеризованным. GLUT 1 очень консервативен.^[1] GLUT 1 человека и мышей на 98% идентичны на уровне аминокислот. GLUT 1 кодируется геном SLC2 и является одним из семейства из 14 генов, кодирующих белки GLUT.^[6]

Структура

В SLC2A1 ген расположен на p-плече хромосома 1 в позиции 34.2 и имеет 10 экзоны охватывающий 33,802 пары оснований.^[3] Ген продуцирует белок 54,1 кДа, состоящий из 492 аминокислоты.^{[7][8][9][10]} Это многопроходный белок находится в клеточной мембране.^[4][5] Этому белку не хватает сигнальная последовательность; это C-конец, N-конец, и само гидрофильный домен в центре белка, все, как предполагается, лежат на цитоплазматический сторона клеточной мембраны.^[10][1]

GLUT1 ведет себя как Михаэлис-Ментен фермент и содержит 12 мембранных альфа спирали, каждый из которых содержит 20 аминокислотных остатков. Анализ спирального колеса показывает, что охватывающие мембраны альфа-спирали являются амфипатический, причем одна сторона является полярной, а другая - гидрофобной. Полагают, что шесть из этих пронизывающих мембрану спиралей связываются вместе в мембране, создавая полярный канал в центре, через который может проходить глюкоза, с гидрофобными областями на внешней стороне канала, примыкающими к жирнокислотным хвостам мембраны.^{[нужна цитата ]}

Функция

Энергетический метаболизм в эритроциты зависит от постоянного поступления глюкозы из плазма крови, где концентрация глюкозы поддерживается на уровне около 5 мМ. Глюкоза попадает в эритроцит путем облегченное распространение через специфический переносчик глюкозы со скоростью примерно в 50 000 раз большей, чем некаталитическая трансмембранная диффузия. Переносчик глюкозы в эритроцитах (называемый GLUT1, чтобы отличать его от родственных переносчиков глюкозы в других тканях) относится к типу III. интегральный белок с 12 гидрофобными сегментами, каждый из которых, как полагают, образует мембранный спираль. Подробная структура GLUT1 еще не известна, но одна правдоподобная модель предполагает, что сборка бок о бок нескольких спиралей дает трансмембранную канал выстланы гидрофильными остатками, которые могут образовывать водородные связи с глюкозой, когда она движется по каналу.^[11]

GLUT1 отвечает за низкий уровень базального поглощения глюкозы, необходимого для поддержания дыхания во всех клетках. Уровни экспрессии GLUT1 в клеточных мембранах увеличиваются при снижении уровня глюкозы и снижаются при повышении уровня глюкозы.^{[нужна цитата ]}

GLUT1 также является основным рецептором для поглощения Витамин С а также глюкоза, особенно у млекопитающих, не продуцирующих витамин С, как часть адаптации к компенсации за счет участия в процессе рециркуляции витамина С. У млекопитающих, вырабатывающих витамин С, GLUT4 часто выражается вместо GLUT1.^[12]

Распределение тканей

Экспрессия GLUT1 происходит почти во всех тканях, причем степень экспрессии обычно коррелирует со скоростью клеточного метаболизма глюкозы. У взрослых он выражен на высшем уровне в эритроциты а также в эндотелиальный клетки барьерных тканей, таких как гематоэнцефалический барьер.^[13]

Клиническое значение

Мутации в гене GLUT1 ответственны за дефицит GLUT1 или Болезнь де виво, что является редкостью аутосомно-доминантный беспорядок.^[14] Для этого заболевания характерна низкая спинномозговая жидкость концентрация глюкозы (гипогликоррахия), тип нейрогликопения, который является результатом нарушения транспорта глюкозы через гематоэнцефалический барьер.

Синдром дефицита GLUT1 1

Многие мутации в SLC2A1 ген, включая LYS456TER, TYR449TER, LYS256VAL, ARG126HIS, ARG126LEU и GLY91ASP, как было показано, вызывает синдром дефицита GLUT1 1 (GLUT1DS1), a неврологическое расстройство показывая широкий фенотипический изменчивость. Это заболевание может передаваться по наследству аутосомно-рецессивный или же аутосомно-доминантный манера.^[10] Самый тяжелый «классический» фенотип включает младенческое начало. эпилептический энцефалопатия связана с отложенное развитие, приобретенный микроцефалия, нарушение координации движений, и спастичность. Начало припадки, обычно характеризующиеся эпизоды апноэ, глядя заклинания и эпизодические движения глаз, возникает в течение первых 4 месяцев жизни. Другой приступообразный результаты включают периодические атаксия, путаница, летаргия, нарушение сна, и Головная боль. Различные степени когнитивные нарушения может произойти, начиная с неспособность к обучению к суровому умственная отсталость.^[4][5]

Синдром дефицита GLUT1 2

Другие мутации, такие как GLY314SER, ALA275THR, ASN34ILE, SER95ILE, ARG93TRP, ARG91TRP, 3-п.н. вставка (TYR292) и 12-бп удаление (1022_1033del) в экзоне 6, как было показано, вызывает синдром дефицита GLUT1 2 (GLUT1DS2), клинически вариабельное расстройство, характеризующееся, главным образом, началом в детстве пароксизмальных физических нагрузок. дискинезия. Дискинезия включает преходящие ненормальные непроизвольные движения, Такие как дистония и хореоатетоз, вызванные упражнением или напряжением и затрагивающие прорабатываемые конечности. У некоторых пациентов также может быть эпилепсия, Наиболее часто абсансная эпилепсия в детстве. Также возможна умеренная умственная отсталость. У некоторых пациентов вызванные непроизвольной физической нагрузкой дистонические, хореоатетические и баллистические движения может быть связан с макроцитарный гемолитическая анемия.^[4][5] Наследование этого заболевания аутосомно-доминантное.^[10]

Идиопатическая генерализованная эпилепсия 12

Было показано, что некоторые мутации, в частности ASN411SER, ARG458TRP, ARG223PRO и ARG232CYS, вызывают идиопатическую генерализованную эпилепсию 12 (EIG12), расстройство, характеризующееся повторяющимися генерализованными приступами в отсутствие выявляемых мозг поражения и / или метаболические нарушения. Генерализованные судороги возникают диффузно и одновременно от обоих полушария головного мозга. Типы приступов включают: ювенильные миоклонические припадки, абсансы, и генерализованные тонико-клонические припадки. У некоторых пациентов с EIG12 судороги могут проходить с возрастом.^[4][5] Наследование этого заболевания аутосомно-доминантное.^[10]

Дистония 9

Другая мутация, ARG212CYS, вызывает дистонию 9 (DYT9), аутосомно-доминантное неврологическое заболевание, характеризующееся началом в детстве пароксизмального хореоатетоза и прогрессирующим спастическим поражением. параплегия. У большинства пациентов наблюдается некоторая степень когнитивных нарушений. Другие вариабельные признаки могут включать судороги, мигрень головные боли и атаксия.^[4][5]

Криогидроцитоз с дефицитом стоматина

Определенные мутации, такие как GLY286ASP и делеция 3 п.н. в ILE435 / 436, вызывают Стоматин - недостаточный криогидроцитоз с неврологическими дефектами (SDCHCN), редкая форма стоматоцитоза, характеризующаяся эпизодическими гемолитическая анемия, эритроциты, вызванные холодом катион течь, неустойчивый гиперкалиемия, неонатальная гипербилирубинемия, гепатоспленомегалия, катаракта, судороги, умственная отсталость и двигательное расстройство.^[4][5] Наследование этого заболевания аутосомно-доминантное.^[10]

Роль как рецептор HTLV

GLUT1 также является рецептором, используемым HTLV вирус проникнуть в клетки-мишени.^[15]

Роль как гистохимический маркер гемангиомы

Glut1 также был продемонстрирован как мощный гистохимический маркер для гемангиома младенчества^[16]

Взаимодействия

GLUT1 был показан взаимодействовать с GIPC1.^[17] Он находится в сложный с ДОБАВИТЬ2 и DMTN и взаимодействует (через С-конец цитоплазматической области) с DMTN изоформа 2.^[18] Он также взаимодействует с SNX27; взаимодействие требуется, когда эндоцитозированный предотвратить деградацию лизосомы и способствовать рециркуляции в плазматическую мембрану.^[19] Этот белок взаимодействует с STOM.^[20] Он взаимодействует с SGTA (через область, богатую Gln) и имеет бинарные взаимодействия с CREB3-2.^[4][5]

GLUT1 имеет два важных типа в мозге: 45 кДа и 55 кДа. GLUT1 45 кДа присутствует в астроглии и нейронах. GLUT1 55 кДа присутствует в эндотелиальных клетках сосудистой сети головного мозга и отвечает за транспорт глюкозы через гематоэнцефалический барьер; его дефицит вызывает низкий уровень глюкозы в спинномозговой жидкости (менее 60 мг / дл), что может вызывать судороги у людей с дефицитом.^{[нужна цитата ]}

Недавно был описан ингибитор GLUT1 DERL3, который часто метилируется при колоректальном раке. При этом раке метилирование DERL3, по-видимому, опосредует эффект Варбурга.^[21]

Ингибиторы

Фазентин представляет собой низкомолекулярный ингибитор внутриклеточного домена GLUT1, препятствующий захвату глюкозы.^[22]

Недавно был описан новый более селективный ингибитор GLUT1, Bay-876.^[23]

Интерактивная карта проезда

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи.^{[§ 1]}

[[Файл:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

| {{{bSize}}} px | alt = Гликолиз и глюконеогенез редактировать ]]

Гликолиз и глюконеогенез редактировать

1. Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: «ГликолизГлюконеогенез_WP534».

Рекомендации

1. Mueckler M, Caruso C, Baldwin SA, Panico M, Blench I, Morris HR, Allard WJ, Lienhard GE, Lodish HF (сентябрь 1985 г.). «Последовательность и структура переносчика глюкозы человека». Наука. 229 (4717): 941–5. Bibcode:1985Научный ... 229..941М. Дои:10.1126 / science.3839598. PMID  3839598.
2. Олсон А.Л., Пессин Дж.Э. (1996). «Структура, функция и регуляция семейства облегчающих переносчиков глюкозы у млекопитающих». Ежегодный обзор питания. 16: 235–56. Дои:10.1146 / annurev.nu.16.070196.001315. PMID  8839927.
3. «Ген Entrez: трансмембранный белок 70». Получено 2018-08-14. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
4. «SLC2A1 - Семейство 2 переносчиков растворенных веществ, облегченный переносчик глюкозы 1 - Homo sapiens (Human) - ген и белок SLC2A1». www.uniprot.org. Получено 2018-08-27. Эта статья включает текст, доступный под CC BY 4.0 лицензия.
5. «UniProt: универсальная база знаний о белках». Исследования нуклеиновых кислот. 45 (D1): D158 – D169. Январь 2017 г. Дои:10.1093 / нар / gkw1099. ЧВК  5210571. PMID  27899622.
6. Мюклер М, Торенс Б (2013). «Семейство мембранных транспортеров SLC2 (GLUT)». Молекулярные аспекты медицины. 34 (2–3): 121–38. Дои:10.1016 / j.mam.2012.07.001. ЧВК  4104978. PMID  23506862.
7. Zong NC, Li H, Li H, Lam MP, Jimenez RC, Kim CS, Deng N, Kim AK, Choi JH, Zelaya I, Liem D, Meyer D, Odeberg J, Fang C, Lu HJ, Xu T, Weiss J , Дуан Х., Улен М., Йетс Дж. Р., Апвейлер Р., Ге Дж., Хермякоб Х., Пинг П. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии кардиального протеома и медицины посредством специализированной базы знаний». Циркуляционные исследования. 113 (9): 1043–53. Дои:10.1161 / CIRCRESAHA.113.301151. ЧВК  4076475. PMID  23965338.
8. «SLC2A1 - Семейство переносчиков растворенных веществ 2, облегченный переносчик глюкозы 1». Атлас кардиоорганических белков (COPaKB).
9. Ван Д., Кранц-Эбл П., De Vivo, округ Колумбия (сентябрь 2000 г.). «Мутационный анализ GLUT1 (SLC2A1) при синдроме дефицита Glut-1». Человеческая мутация. 16 (3): 224–31. Дои:10.1002 / 1098-1004 (200009) 16: 3 <224 :: AID-HUMU5> 3.0.CO; 2-P. PMID  10980529.
10. Интернет-Менделирующее наследование в человеке, OMIM®. Университет Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд. Номер MIM: {138140}: {21.08.2017}:. URL-адрес в Интернете: https://omim.org/
11. Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2008). Ленингер, Принципы биохимии. В. Х. Фриман. ISBN  978-0-7167-7108-1.
12. Montel-Hagen A, Kinet S, Manel N, Mongellaz C, Prohaska R, Battini JL, Delaunay J, Sitbon M, Taylor N (март 2008 г.). «Эритроцит Glut1 запускает поглощение дегидроаскорбиновой кислоты у млекопитающих, неспособных синтезировать витамин С». Клетка. 132 (6): 1039–48. Дои:10.1016 / j.cell.2008.01.042. PMID  18358815. S2CID  18128118. Сложить резюме – ScienceDaily (21 марта 2008 г.).
13. Улдри М., Торенс Б. (февраль 2004 г.). «Семейство облегченных транспортеров гексозы и полиола SLC2» (PDF). Pflügers Archiv. 447 (5): 480–9. Дои:10.1007 / s00424-003-1085-0. PMID  12750891. S2CID  25539725.
14. Зайднер Дж., Альварес М.Г., Йе Джи, О'Дрисколл К.Р., Клеппер Дж., Пень Т.С., Ван Д., Спиннер Н.Б., Бирнбаум М.Дж., Де Виво, округ Колумбия (февраль 1998 г.). «Синдром дефицита GLUT-1, вызванный гаплонедостаточностью носителя гексозы гематоэнцефалического барьера». Природа Генетика. 18 (2): 188–91. Дои:10.1038 / ng0298-188. PMID  9462754. S2CID  7378231.
15. Манель Н., Ким Ф. Дж., Кинет С., Тейлор Н., Ситбон М., Баттини Дж. Л. (ноябрь 2003 г.). «Вездесущий переносчик глюкозы GLUT-1 является рецептором для HTLV». Клетка. 115 (4): 449–59. Дои:10.1016 / S0092-8674 (03) 00881-X. PMID  14622599. S2CID  14399680.
16. North PE, Ванер М., Мизерацки А., Михм М.С. (январь 2000 г.). «GLUT1: недавно открытый иммуногистохимический маркер ювенильных гемангиом». Патология человека. 31 (1): 11–22. Дои:10.1016 / S0046-8177 (00) 80192-6. PMID  10665907.
17. Банн Р.К., Дженсен М.А., Рид BC (апрель 1999 г.). «Взаимодействие с белком, связывающим переносчик глюкозы, GLUT1CBP, который обеспечивает связь между GLUT1 и цитоскелетом». Молекулярная биология клетки. 10 (4): 819–32. Дои:10.1091 / mbc.10.4.819. ЧВК  25204. PMID  10198040.
18. Хан А.А., Ханада Т., Мохсени М., Чжон Дж. Дж., Зенг Л., Гаэтани М., Ли Д., Рид BC, Спайчер Д.В., Чишти А.Х. (май 2008 г.). «Дематин и аддуцин обеспечивают новую связь между спектриновым цитоскелетом и мембраной эритроцитов человека, напрямую взаимодействуя с переносчиком глюкозы-1». Журнал биологической химии. 283 (21): 14600–9. Дои:10.1074 / jbc.M707818200. ЧВК  2386908. PMID  18347014.
19. Стейнберг Ф., Галлон М, Винфилд М., Томас Э. К., Белл А. Дж., Хисом К. Дж., Таваре Дж. М., Каллен П. Дж. (Май 2013 г.). «Глобальный анализ сборки SNX27-ретромера и специфичности груза показывает функцию транспорта глюкозы и ионов металлов». Природа клеточной биологии. 15 (5): 461–71. Дои:10.1038 / ncb2721. ЧВК  4052425. PMID  23563491.
20. Rungaldier S, Oberwagner W, Salzer U, Csaszar E, Prohaska R (март 2013 г.). «Стоматин взаимодействует с GLUT1 / SLC2A1, полосой 3 / SLC4A1 и аквапорином-1 в доменах мембран эритроцитов человека». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 1828 (3): 956–66. Дои:10.1016 / j.bbamem.2012.11.030. ЧВК  3790964. PMID  23219802.
21. Лопес-Серра П., Марсилла М., Вильянуэва А., Рамос-Фернандес А., Палау А., Леал Л., Вахи Дж. Э., Сетьен-Баранда Ф, Щесна К., Моутинью С., Мартинес-Кардус А., Хейн Х., Сандовал Дж., Пуэртас С., Видал А., Санджуан Х, Мартинес-Балибреа Е., Виньялс Ф, Пералес Дж. К., Брамсем Дж. Б., Эрнтофт Т.Ф., Андерсен К.Л., Табернеро Дж., Макдермотт Ю., Боксер МБ, Вандер Хайден М.Г., Альбар Дж. П., Эстеллер М. (апрель 2014 г.). «Связанный с DERL3 дефект деградации SLC2A1 опосредует эффект Варбурга». Nature Communications. 5: 3608. Bibcode:2014 НатКо ... 5.3608L. Дои:10.1038 / ncomms4608. ЧВК  3988805. PMID  24699711.
22. Вуд Т. Е., Далили С., Симпсон С. Д., Хуррен Р., Мао Х, Саиз Ф. С., Гронда М., Эберхард Ю., Минден М. Д., Билан П. Дж., Клип А., Бати Р. А., Шиммер А. Д. (ноябрь 2008 г.). «Новый ингибитор поглощения глюкозы сенсибилизирует клетки к гибели клеток, вызванной FAS». Молекулярная терапия рака. 7 (11): 3546–55. Дои:10.1158 / 1535-7163.MCT-08-0569. PMID  19001437. S2CID  7706108.
23. Siebeneicher H, Cleve A, Rehwinkel H, Neuhaus R, Heisler I, Müller T, Bauser M, Buchmann B (октябрь 2016 г.). «Идентификация и оптимизация первого высокоселективного ингибитора GLUT1 BAY-876». ChemMedChem. 7 (11): 3546–55. Дои:10.1002 / cmdc.201600276. ЧВК  5095872. PMID  27552707.

дальнейшее чтение

• Ланкфорд Дж., Батлер И. Дж., Кениг М.К. (июнь 2012 г.). «Дефицит переносчика глюкозы I типа вызывает митохондриальную дисфункцию». Журнал детской неврологии. 27 (6): 796–8. Дои:10.1177/0883073811426503. PMID  22156785. S2CID  206549634.
• North PE, Waner M, Mizeracki A, Mihm MC (январь 2000 г.). «GLUT1: недавно открытый иммуногистохимический маркер ювенильных гемангиом». Патология человека. 31 (1): 11–22. Дои:10.1016 / S0046-8177 (00) 80192-6. PMID  10665907.
• Груз П.В., Мюклер М.М. (2001). «Структурный анализ облегчающего переносчика глюкозы GLUT1 (обзор)». Молекулярная мембранная биология. 18 (3): 183–93. Дои:10.1080/09687680110072140. PMID  11681785.
• Бауманн М.Ю., Деборде С., Иллсли Н.П. (октябрь 2002 г.). «Перенос глюкозы через плаценту и рост плода». Эндокринный. 19 (1): 13–22. Дои:10.1385 / ЭНДО: 19: 1: 13. PMID  12583599. S2CID  26301249.
• Мобашери А., Ричардсон С., Мобашери Р., Шакибаи М., Хойланд Дж. А. (октябрь 2005 г.). «Индуцируемый гипоксией фактор-1 и способствующие переносчики глюкозы GLUT1 и GLUT3: предполагаемые молекулярные компоненты кислородного и глюкозоочувствительного аппарата в суставных хондроцитах». Гистология и гистопатология. 20 (4): 1327–38. Дои:10.14670 / HH-20.1327. PMID  16136514.

внешняя ссылка

• GeneReviews / NIH / UW запись о синдроме дефицита транспортера глюкозы типа 1
• Глюкоза + транспортер + тип + 1 в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
• Обзор всей структурной информации, доступной в PDB за UniProt: P11166 (Семейство переносчиков растворенного вещества 2, облегченный член переносчика глюкозы 1) на PDBe-KB.

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.