WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
GLUT4

Инсулин связывается со своим рецептором, (1) что приводит к запуску нескольких киназных каскадов (2). В результате происходит перемещение транспортёра ГЛЮТ-4 к плазматической мембране и вход глюкозы клетку (3), усиление синтеза гликогена (4), подавление гликолиза (5) и усиление синтеза жирных кислот (6).
Идентификаторы
СимволSLC2A4 ; GLUT4
Внешние IDOMIM: 138190 MGI: 95758 HomoloGene: 74381 ChEMBL: 5874 GeneCards: SLC2A4 Gene
Профиль экспрессии РНК
Больше информации
Ортологи
ВидЧеловекМышь
Entrez651720528
EnsemblENSG00000181856ENSMUSG00000018566
UniProtP14672P14142
RefSeq (мРНК)NM_001042NM_009204
RefSeq (белок)NP_001033NP_033230
Локус (UCSC)Chr 17:
7.28 – 7.29 Mb
Chr 11:
69.94 – 69.95 Mb
Поиск в PubMed

GLUT4 (ГЛЮТ-4, глюкозный транспортёр тип 4) — инсулинзависимый белок-переносчик глюкозы, осуществляет перенос глюкозы, посредством облегчённой диффузии через клеточную мембрану под контролем инсулина. Содержится в отсутствии инсулина почти полностью в цитоплазме[1]. Впервые был обнаружен в клетках жировой ткани и мышечной ткани (скелетные мышцы и миокард). Свидетельство об открытии нового глюкозного транспортёра принадлежит цитологу Дэвиду Джеймсу, который предоставил его в 1988 году[2]. Ген, кодирующий GLUT4 был клонирован[3][4] и картирован в 1989[5]. Ген, кодирующий данный белок у человека — SLC2A4, расположен в 17 хромосоме.

GLUT4 — единственный инсулинзависимый глюкозный транспортёр.

Недавние сообщения показали наличие гена GLUT4 в некоторых участках центральной нервной системы, таких как гиппокамп. Кроме того, ухудшение в инсулинстимулированном обороте GLUT4 в гиппокампе, может привести к снижению метаболической активности и пластичности нейронов гиппокампа, проявляющихся в депрессивных, поведенческих и когнитивных дисфункциях[6][7][8].

Локализация в органах

GLUT4 локализован в следующих органах:

Доменная структура

GLUT4 представляет собой трансмембранный белок, состоящий из 509 аминокислотных остатков. Четвертичная структура включает в себя 12 трансмембранных доменов. N- и С-концевая части располагаются внутри цитоплазмы.

Выполняемые функции

Перенос глюкозы во внутриклеточное пространство, посредством инсулинстимулированного сигнала.

Регуляция

Осуществляется непосредственно инсулином

На схеме показан процесс регуляции процесса переноса глюкозы, посредством воздействия инсулина на рецептор и передачи сигнала от рецептора (запуская киназные каскады, выступающих в роли вторичных мессенджеров) к ГЛЮТ-4, который находится в цитоплазме в виде везикул, как только путь сигнала завершён, ГЛЮТ-4 немедленно встраивается в цитоплазматическую мембрану, позволяя глюкозе пройти через его протеиновые каналы во внутрь клетки.


В условиях низкого инсулина в клетках жировой и мышечной ткани большинство GLUT4 (более 90%) отделены от цитоплазматической мембраны в виде внутриклеточных везикул, состоящих из белков, таких как инсулинзависимая аминопептидаза, везикулярного белка — синаптобревина (известный ещё как v-SNARE) и небольшого ГТФ-связывающего белка — Rab-4. При воздействии инсулина начинается процесс быстрой транслокации (перемещения) везикул ГЛЮТ-4 к цитоплазматической мембране, где они закрепляются, образуя комплексы, включающие трансмембранный белок синтаксин-4 (известный как t-SNARE) и синаптобревин. Происходит процесс сливания везикул с цитоплазматической мембраной, увеличивая количество молекул ГЛЮТ-4 в ней и тем самым увеличивается скорость процесса переноса глюкозы во внутрь клетки. ГТФ-связывающий белок Rab-4 покидает везикулу и движется в цитоплазму в ответ на стимуляцию инсулином. Как только происходит устранение инсулинового сигнала ГЛЮТ-4 интернализуется (передвигается во внутрь), отпочковываясь в виде везикул окаймлённых клатрином, от цитоплазматической мембраны. ГЛЮТ-4 сравнительно легко проникают во внутрь эндосомы, где происходит их ресортировка во внутриклеточные ГЛЮТ-4 содержащие везикулы.

Инсулин связывается с инсулиновым рецептором, который представляет собой тирозиновую протеинкиназу, т.е. протеинкиназу, которая фосфорилирует как внутриклеточные домены рецептора по гидроксильной ОН-группе остатков тирозина (происходит так называемое аутофосфорилирование субстрата инсулинового рецептора IRS-1), так и внутриклеточные белки. Аутофосфорилирование субстрата инсулинового рецептора IRS-1 ведёт к усилению первичного сигнала. Эти субстраты образуют комплексы например с фосфоинозитид-3-киназой (ФИ-3-киназа, КФ 2.7.1), точнее с одной из регуляторных субъединиц (p85α), посредством SH2-доменов. Затем субъединица p85α связывается с каталитической субъединицой p110. Активация ФИ-3-киназы является звеном сигнального пути, стимулирующего транслокацию ГЛЮТ-4 из цитоплазмы в плазматическую мембрану, а следовательно — и трансмембранный перенос глюкозы в мышечные и жировые клетки.

На поверхности клетки, GLUT4 позволяет глюкозе, посредством облегчённой диффузии по градиенту концентрации проникать в мышечные и жировые клетки. После того, как глюкоза окажется внутри клетки, она быстро фосфорилируется глюкокиназами в печени или гексокиназами в других тканях, с образованием глюкозо-6-фосфата, который затем участвует либо в процессе гликолиза либо полимеризуется в гликоген. Глюкозо-6-фосфат не может диффундировать обратно из клеток, что также служит для поддержания градиента концентрации по отношению к глюкозе, чтобы она смогла диффундировать во внутрь клетки, посредством пассивного транспорта[9].

Нарушения

Существуют несколько видов нарушений. Это генетические, связанные с мутациями в гене SLC2A4 и, последующей его экспрессией мутантного белка, и функциональные, связанные с нарушениями выполняемых функций.

Нарушения функции ГЛЮТ-4 возможны на следующих этапах:

  • передача сигнала инсулина о перемещении этого транспортёра к мембране;
  • перемещение транспортёра в цитоплазме;
  • включение в состав мембраны;
  • отшнуровывание от мембраны и т.д.

Все они могут привести к этиологии инсулиновой резистентности и, последующим развитием сахарного диабета 2 типа.

Взаимодействия с другими белками

Недавние исследования показали, что GLUT4 взаимодействует с так называемым Death-ассоциированным протеином 6DAXX[10].

Примечания

  1. Е.С. Северин. Биология. — М: ГЭОТАР-МЕД, 2004. — 779 с. ISBN 5-9231-0254-4.
  2. James DE, Brown R, Navarro J, Pilch PF (May 1988). “Insulin-regulatable tissues express a unique insulin-sensitive glucose transport protein”. Nature. 333 (6169): 183—5. DOI:10.1038/333183a0. PMID 3285221.
  3. James DE, Strube M, Mueckler M (Mar 1989). “Molecular cloning and characterization of an insulin-regulatable glucose transporter”. Nature. 338 (6210): 83—7. DOI:10.1038/338083a0. PMID 2645527.
  4. Birnbaum MJ (Apr 1989). “Identification of a novel gene encoding an insulin-responsive glucose transporter protein”. Cell. 57 (2): 305—15. DOI:10.1016/0092-8674(89)90968-9. PMID 2649253.
  5. Bell GI, Murray JC, Nakamura Y, Kayano T, Eddy RL, Fan YS, Byers MG, Shows TB (Aug 1989). “Polymorphic human insulin-responsive glucose-transporter gene on chromosome 17p13”. Diabetes. 38 (8): 1072—5. DOI:10.2337/diabetes.38.8.1072. PMID 2568955.
  6. Patel SS, Udayabanu M (Mar 2014). “Urtica dioica extract attenuates depressive like behavior and associative memory dysfunction in dexamethasone induced diabetic mice”. Metabolic Brain Disease. 29 (1): 121—30. DOI:10.1007/s11011-014-9480-0. PMID 24435938.
  7. Piroli GG, Grillo CA, Reznikov LR, Adams S, McEwen BS, Charron MJ, Reagan LP (2007). “Corticosterone impairs insulin-stimulated translocation of GLUT4 in the rat hippocampus”. Neuroendocrinology. 85 (2): 71—80. DOI:10.1159/000101694. PMID 17426391.
  8. Huang CC, Lee CC, Hsu KS (2010). “The role of insulin receptor signaling in synaptic plasticity and cognitive function”. Chang Gung Medical Journal. 33 (2): 115—25. PMID 20438663.
  9. Watson RT, Kanzaki M, Pessin JE (Apr 2004). “Regulated membrane trafficking of the insulin-responsive glucose transporter 4 in adipocytes”. Endocrine Reviews. 25 (2): 177—204. DOI:10.1210/er.2003-0011. PMID 15082519.
  10. Lalioti VS, Vergarajauregui S, Pulido D, Sandoval IV (May 2002). “The insulin-sensitive glucose transporter, GLUT4, interacts physically with Daxx. Two proteins with capacity to bind Ubc9 and conjugated to SUMO1”. The Journal of Biological Chemistry. 277 (22): 19783—91. DOI:10.1074/jbc.M110294200. PMID 11842083.

См. также

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии