Котранспортер натрия / глюкозы 1 - Sodium/glucose cotransporter 1
Котранспортер натрия / глюкозы 1 (SGLT1), также известный как член 1 семейства 5 переносчиков растворенных веществ, представляет собой белок у людей, который кодируется геном SLC5A1 , который кодирует выработку белка SGLT1 для выравнивания абсорбирующих клеток в тонком кишечнике и эпителиальных клеток. из почечных канальцев в нефрона с целью поглощения глюкозы в клетки. Благодаря использованию белка котранспортера глюкозы 1 натрия клетки могут получать глюкозу, которая в дальнейшем используется для производства и хранения энергии для клетки.
Состав
Котранспортер глюкозы натрия 1 классифицируется как интегральный мембранный белок, который состоит из 14 альфа-спиралей, образованных сворачиванием 482-718 аминокислотных остатков, причем как N, так и C-конец находятся на внеклеточной стороне плазматической мембраны. Предполагается, что белок содержит сайты фосфорилирования протеинкиназы A и протеинкиназы C , которые служат для регулирования конформационной формы белков посредством фосфорилирования аминокислот с помощью АТФ .
Функция
Переносчики глюкозы - это интегральные мембранные белки, которые обеспечивают перенос глюкозы и структурно родственных веществ через клеточные мембраны . Были идентифицированы два семейства транспортеров глюкозы: семейство транспортеров глюкозы с облегченной диффузией (семейство GLUT), также известное как унипортеры , и семейство натрийзависимых транспортеров глюкозы ( семейство SGLT ), также известных как котранспортеры или симпортеры . Ген SLC5A1 кодирует белок котранспортера глюкозы натрия, который участвует в облегченном транспорте глюкозы и галактозы в эукариотические и прокариотические клетки. Роль котранспортера натрий-глюкозы 1 состоит в том, чтобы абсорбировать D -глюкозу и D- галактозу из мембраны щеточной каймы тонкого кишечника, а также обменивать ионы натрия и глюкозу из канальцев нефрона. Белок SGLT1 способен поглощать глюкозу через клеточные мембраны за счет связывания энергии, генерируемой при совместном переносе 2 ионов натрия с глюкозой, посредством механизма симпорта. Этот белок не использует АТФ в качестве источника энергии.
Транспортный механизм
Котранспортер глюкозы натрия изначально расположен с обращенной наружу конформацией с открытыми рецепторами для подготовки к одновременному связыванию 2 ионов натрия и глюкозы. После связывания рецептор белка изменит конформацию на конформацию с закупоркой, что предотвращает диссоциацию ионов натрия и глюкозы. Затем белок изменит конформацию еще раз на конформацию, обращенную внутрь, что позволяет натрию и глюкозе диссоциировать. Затем белок возвращается в состояние конформации, обращенной наружу, готовый к связыванию большего количества ионов натрия и глюкозы.
Клонирование
До конца 1980-х годов совместные транспортные белки клеточных мембран млекопитающих не поддавались очистке с помощью классических биохимических методов. Было доказано, что эти белки трудно выделить, поскольку они содержат гидрофильные и гидрофобные последовательности и существуют в мембранах только в очень небольшом количестве (<0,2% мембранных белков). Кроличья форма SGLT1 была первым ко-транспортным белком млекопитающих, который когда-либо был клонирован и секвенирован, и об этом было сообщено в 1987 году. Чтобы обойти трудности с традиционными методами выделения, была использована новая техника экспрессионного клонирования . Затем фракционирование по размеру больших количеств мРНК кишечника кролика с препаративным гель-электрофорезом последовательно вводили в ооциты Xenopus, чтобы в конечном итоге найти виды РНК, которые индуцировали экспрессию натрий-глюкозного котранспорта.
Мутации
SLC5A1 имеет медицинское значение из-за его роли в абсорбции глюкозы и натрия, однако мутации в гене могут иметь медицинские последствия. Мутация Миссенсов в SLC5A1 гене экзона 1 может вызвать проблемы с созданием белка SGLT1, что приводит к редкому глюкозо-галактоза мальабсорбции заболеванию. Это потому, что мутация нарушает транспортную функцию. Мальабсорбция глюкозы-галактозы возникает, когда слизистая оболочка кишечных клеток не может принимать глюкозу и галактозу, что препятствует использованию этих молекул в катаболизме и анаболизме. Болезнь имеет симптомы, которые включают водянистую и / или кислую диарею, которая является результатом задержки воды в просвете кишечника и осмотической потери, вызванной неабсорбированной глюкозой, галактозой и натрием. Мальабсорбция глюкозы-галактозы может привести к смерти из-за потери воды из-за диареи, если болезнь не лечить. Чтобы противодействовать заболеванию и последствиям острой диареи и обезвоживания, белок котранспортера глюкозы 1 натрия нацелен на его механические преимущества с переносом ионов при пероральной регидратационной терапии за счет увеличения концентраций натрия, глюкозы и воды для кишечной реабсорбции.
Распределение тканей
SLC5A1 котранспортер главным образом выражается в просвете тонкой кишки, почек, околоушных желез, подчелюстных желез и в сердце.
Смотрите также
Взаимодействия
Было показано, что SLC5A1 взаимодействует с PAWR .
использованная литература
дальнейшее чтение
- Андерсон Н.Л., Андерсон Н.Г. (ноябрь 2002 г.). «Протеом плазмы человека: история, характер и диагностические перспективы» (PDF) . Молекулярная и клеточная протеомика . 1 (11): 845–67. DOI : 10.1074 / mcp.R200007-MCP200 . PMID 12488461 .
- Терк Э., Забель Б., Мундлос С., Дайер Дж., Райт Э.М. (март 1991 г.). «Мальабсорбция глюкозы / галактозы, вызванная дефектом котранспортера Na + / глюкозы». Природа . 350 (6316): 354–6. Bibcode : 1991Natur.350..354T . DOI : 10.1038 / 350354a0 . PMID 2008213 . S2CID 4361495 .
- Хедигер М.А., Терк Э., Райт Е.М. (август 1989 г.). «Гомология кишечных Na + / глюкозы человека и котранспортеров Na + / пролина Escherichia coli» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (15): 5748–52. Bibcode : 1989PNAS ... 86.5748H . DOI : 10.1073 / pnas.86.15.5748 . PMC 297707 . PMID 2490366 .
- Делезай О., Багдигиан С., Фантини Дж. (Май 1995 г.). «Развитие Na (+) - зависимого транспорта глюкозы во время дифференцировки клона кишечных эпителиальных клеток регулируется протеинкиназой С» . Журнал биологической химии . 270 (21): 12536–41. DOI : 10.1074 / jbc.270.21.12536 . PMID 7759499 .
- Терк Э., Клисак И., Бакаллао Р., Спаркс Р.С., Райт Э.М. (сентябрь 1993 г.). «Отнесение человеческого гена котранспортера Na + / глюкозы SGLT1 к хромосоме 22q13.1». Геномика . 17 (3): 752–4. DOI : 10.1006 / geno.1993.1399 . PMID 8244393 .
- Мартин М.Г., Тюрк Э., Лостао депутат, Кернер К., Райт Э.М. (февраль 1996 г.). «Дефекты в перемещении и функции котранспортера Na + / глюкозы (SGLT1) вызывают мальабсорбцию глюкозы-галактозы». Генетика природы . 12 (2): 216–20. DOI : 10.1038 / ng0296-216 . PMID 8563765 . S2CID 2372635 .
- Терк Э., Кернер С.Дж., депутат Лостао, Райт Э.М. (январь 1996 г.). «Мембранная топология человеческого Na + / глюкозного котранспортера SGLT1» . Журнал биологической химии . 271 (4): 1925–34. DOI : 10.1074 / jbc.271.4.1925 . PMID 8567640 .
- Лам Дж.Т., Мартин М.Г., Терк Э., Хираяма Б.А., Босхард Н.Ю., Стейнманн Б., Райт Э.М. (февраль 1999 г.). «Миссенс-мутации в SGLT1 вызывают мальабсорбцию глюкозы-галактозы из-за дефектов транспортировки» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная основа болезни . 1453 (2): 297–303. DOI : 10.1016 / s0925-4439 (98) 00109-4 . PMID 10036327 .
- Данэм И., Шимидзу Н., Роу Б.А., Чиссо С., Хант А.Р., Коллинз Дж. Э. и др. (Декабрь 1999 г.). «Последовательность ДНК хромосомы 22 человека» . Природа . 402 (6761): 489–95. Bibcode : 1999Natur.402..489D . DOI : 10.1038 / 990031 . PMID 10591208 .
- Обермайер С., Хюзельве Б., Тинель Х, Кинне Р. Х., Кунц С. (октябрь 2000 г.). «Экспрессия транспортеров глюкозы в лактирующих эпителиальных клетках молочной железы человека». Европейский журнал питания . 39 (5): 194–200. DOI : 10.1007 / s003940070011 . PMID 11131365 . S2CID 22976632 .
- Касахара М., Маэда М., Хаяши С., Мори Ю., Абэ Т. (май 2001 г.). «Миссенс-мутация в гене котранспортера Na (+) / глюкозы SGLT1 у пациента с врожденной мальабсорбцией глюкозы-галактозы: нормальный перенос, но инактивация мутантного белка» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная основа болезни . 1536 (2–3): 141–7. DOI : 10.1016 / s0925-4439 (01) 00043-6 . PMID 11406349 .
- Roll P, Massacrier A, Pereira S, Robaglia-Schlupp A, Cau P, Szepetowski P (февраль 2002 г.). «Новый ген котранспортера натрия / глюкозы человека (KST1): идентификация, характеристика и анализ мутаций в семьях ICCA (детские судороги и хореоатетоз) и BFIC (доброкачественные семейные детские судороги)». Джин . 285 (1–2): 141–8. DOI : 10.1016 / S0378-1119 (02) 00416-X . PMID 12039040 .
- Икари А., Накано М., Кавано К., Сукета Ю. (сентябрь 2002 г.). «Повышение регуляции натрий-зависимого переносчика глюкозы путем взаимодействия с белком теплового шока 70» . Журнал биологической химии . 277 (36): 33338–43. DOI : 10.1074 / jbc.M200310200 . PMID 12082088 .
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в общественном достоянии .