GLUT4 는이 당에 대해 높은 친 화성을 갖는 509 아미노산 포도당 수송 단백질입니다. 그것은 12 개의 막 횡단 알파 나선을 갖는 것을 특징으로하는 위대한 주요 촉진자 수퍼 패밀리 (MSF)에 속한다. 이 가족의 모든 구성원과 마찬가지로, 그것은 농도 구배 아래로 포도당의 용이 한 수송을 매개합니다.
그 위치는 지방 세포 및 근세포와 같은 인슐린 자극에 민감한 세포로 제한됩니다. 이러한 의미에서 GLUT4는 혈액 내 고혈당 조건에서 포도당 흡수의 주요 메커니즘에 별표를 표시합니다.
GLUT4는 인슐린에 의해 조절되는 유일한 포도당 수송 체입니다. Wikimedia Commons의 Meiquer 작성.
세포에 의해 합성 된 GLUT4의 약 95 %는 소포 내의 세포질에 남아 있습니다. 이 소포는 원형질막과 융합하여 인슐린 매개 세포 외 이입의 활성화에 반응하여 수용체를 노출시킵니다.
골격근 운동은 또한 이러한 세포가 이러한 조건에서 갖는 높은 에너지 수요를 감안할 때 세포막에서이 수송 체의 재배치를 촉진 할 수 있습니다. 그러나 장기간의 신체 활동 중에 합성을 자극하는 신호는 아직 알려지지 않았습니다.
형질
구성 적 발현 수송 체 GLUT1과 마찬가지로, GLUT4는 포도당에 대한 높은 친화력을 가지고 있으며, 이는 혈중이 당의 농도가 매우 낮은 값에 도달하더라도 포도당에 결합하는 능력으로 해석됩니다.
기저 조건 (GLUT1 및 GLUT3)에서 포도당의 수송을 담당하는 이소 형과는 달리이 수송 체는 배아 세포막에서 발현되지 않습니다.
반대로 성인 조직의 세포에서만 발현되며, 주로 심장, 골격근 및 지방 조직과 같은 고농도의 갈색 지방이 풍부한 말초 조직에서만 발현됩니다. 그러나 뇌하수체와 시상 하부 세포에서도 발견되었습니다.
이러한 의미에서 인슐린 농도의 변화에 민감한 세포에 제한된 분포가이 호르몬에 의해 조절 된 발현을 제공한다는 사실과 관련이 있음을 강조하는 것이 중요합니다. 다른 연구에서는 근육 수축이이 수송 체의 발현에 대한 조절 효과를 발휘할 수도 있음을 보여주었습니다.
반면에 세포 내 위치 연구에 따르면 GLUT2는 세포질과 막 사이에 이중 위치가 있음을 보여줍니다. 가장 높은 비율이 위치한 세포질 구획에서는 트랜스 골지 네트워크, 초기 엔도 솜, 클라 트린으로 덮이거나 덮지 않은 소포, 세뇨관-소포 세포질 구조 등 다양한 구획에 있습니다.
구조
이 헥 소스 (GLUT)의 촉진 된 수동 수송에 관여하는 포도당 수송 체의 모든 구성원과 마찬가지로 GLUT4는 α- 나선 다중 통과 막 관통 단백질입니다.
α- 나선 구성의 12 개의 막 횡단 세그먼트는 GLUT 4가 발현되는 세포의 원형질막 및 세포 하 구획 (소포)을 가로지 릅니다.
나선 3, 5, 7 및 11은 농도 구배를 위해 세포 외 공간에서 세포질로 단당류의 이동이 발생하는 친수성 채널의 형성을 일으키기 위해 공간적으로 분포되어 있습니다.
단백질의 아미노 및 카르 복실 말단은 큰 중앙 루프의 형성을 초래하는 입체 구조로 세포질을 향합니다.
양쪽 끝으로 구분 된 영역은 포도당 섭취와 결합 및 인슐린 신호에 대한 반응 모두에 관여하기 때문에 단백질의 기능적으로 중요한 영역을 나타냅니다. 세포질 소포 구획에서 원형질막으로 향하는 것 외에도 전달자로서의 기능을 발휘합니다.
GLUT4를 통해 포도당 수송은 어떻게 발생합니까?
이 헥 소스 (GLUT)의 촉진 된 수동 수송에 관여하는 포도당 수송 자의 모든 구성원과 마찬가지로 GLUT4는 α- 나선의 다중 통과 막 관통 단백질입니다.
당의 결합에 의해 유도 된 구조의 변형은 막의 외부 다이에서 방출되는 세포질로의 결합 부위를 동원합니다. 일단 이것이 발생하면 수송자는 다시 초기 형태를 획득하여 그 부위를 막 외부의 포도당에 노출시킵니다.
풍모
GLUT4 유형의 포도당 수송 단백질은이 호르몬에 민감한 조직의 세포에서 인슐린 분비를 강화하여 생성 된 자극에 반응하여 세포 외 배지에서 세포질로 포도당을 동원하는 역할을합니다. 그들은 골격근과 지방 조직을 통합합니다.
이를 더 잘 이해하기 위해서는 인슐린이 혈중 고농도의 포도당에 반응하여 췌장의 β 세포에 의해 방출되는 호르몬이라는 것을 기억하는 것이 중요하며, 이는 세포에 의한 흡수와 글리코겐 합성을 촉진하는 생리 학적 메커니즘을 설정합니다.
이 호르몬에 대한 GLUT4의 민감도를 감안할 때 포도당 흡수의 주요 조절 메커니즘의 주역으로 작용합니다. 단당류 농도가 매우 높은 값에 도달 할 때 혈액에서 포도당을 빠르게 동원하는 데 핵심적인 역할을합니다. 후자는 세포 항상성을 유지하는 데 필수적입니다.
이러한 포도당의 빠른 흡수는이 수송 체가이 당에 대해 갖는 높은 친 화성으로 인해 가능합니다. 즉, 저농도에서도 검출이 가능하여 빠르게 결합하거나 포획 할 수 있습니다.
다른 한편으로, 낮은 농도에서 포도당을 검출하는 능력은 운동 중 골격근 막에서 GLUT4 발현의 중요성을 설명합니다.
세포질에서 막으로 GLUT4 소포의 동원
GLUT4 보유 소포를 막으로 동원하는 메커니즘. Wikimedia Commons의 CNX OpenStax 작성.
인슐린 자극이없는 경우, 약 95 %의 GLUT4가 트랜스 골지 네트워크로부터 소포 내 세포질로 동원됩니다.
포도당 농도가 생리적 값을 훨씬 초과하면 신호 전달 단계가 시작되어 췌장에서 인슐린이 방출됩니다.
방출 된 인슐린은 이제 근육 세포와 지방 세포의 막에 존재하는 인슐린 수용체에 결합 할 수 있으며, 세포 외 이입의 활성화를 촉발하는 데 필요한 신호를 보냅니다. 후자는 GLUT4 보유 소포와 원형질막의 융합을 초래합니다.
이 융합은 일시적으로 이들 세포의 막에서 수송 체의 농도를 증가시킵니다. 즉, 혈당 수치가 기준선에 도달하면 자극이 사라지고 전달체가 세포 내 이입을 활성화하여 재활용됩니다.
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