Los transportadores de glucosa son un amplio grupo de proteínas de membrana que facilitan el transporte de glucosa a través de la membrana plasmática , un proceso conocido como difusión facilitada . Debido a que la glucosa es una fuente vital de energía para toda la vida, estos transportadores están presentes en todos los filos . La familia GLUT o SLC2A es una familia de proteínas que se encuentra en la mayoría de las células de los mamíferos . 14 Los GLUTS están codificados por el genoma humano . GLUT es un tipo de proteína transportadora uniportadora .
La mayoría de las células no autótrofas no pueden producir glucosa libre porque carecen de la expresión de la glucosa-6-fosfatasa y, por lo tanto, solo participan en la captación y el catabolismo de la glucosa . Generalmente producida solo en los hepatocitos , en condiciones de ayuno, otros tejidos como los intestinos, los músculos, el cerebro y los riñones pueden producir glucosa después de la activación de la gluconeogénesis .
En Saccharomyces cerevisiae el transporte de glucosa se realiza mediante difusión facilitada . [1] Las proteínas transportadoras son principalmente de la familia Hxt, pero se han identificado muchos otros transportadores. [2]
Las GLUT son proteínas de membrana integrales que contienen 12 hélices que atraviesan la membrana con los extremos amino y carboxilo expuestos en el lado citoplasmático de la membrana plasmática . Las proteínas GLUT transportan glucosa y hexosas relacionadas según un modelo de conformación alternada, [5] [6] [7] que predice que el transportador expone un único sitio de unión del sustrato hacia el exterior o el interior de la célula. La unión de la glucosa a un sitio provoca un cambio conformacional asociado con el transporte y libera glucosa al otro lado de la membrana. Los sitios de unión de glucosa internos y externos están, al parecer, ubicados en los segmentos transmembrana 9, 10, 11; [8] además, el motivo DLS ubicado en el séptimo segmento transmembrana podría estar involucrado en la selección y afinidad del sustrato transportado. [9] [10]
Cada isoforma del transportador de glucosa desempeña un papel específico en el metabolismo de la glucosa determinado por su patrón de expresión tisular, especificidad del sustrato, cinética de transporte y expresión regulada en diferentes condiciones fisiológicas. [11] Hasta la fecha, se han identificado 14 miembros de GLUT/SLC2. [12] Sobre la base de similitudes de secuencia, la familia GLUT se ha dividido en tres subclases.
La clase I comprende los transportadores de glucosa bien caracterizados GLUT1-GLUT4. [13]
La clase II comprende:
La clase III comprende:
La mayoría de los miembros de las clases II y III han sido identificados recientemente en búsquedas de homología en bases de datos EST y en la información de secuencia proporcionada por los diversos proyectos del genoma .
La función de estas nuevas [ ¿cuándo? ] isoformas transportadoras de glucosa aún no está claramente definida en la actualidad. Varias de ellas (GLUT6, GLUT8) están formadas por motivos que ayudan a retenerlas intracelularmente y, por lo tanto, impiden el transporte de glucosa. Todavía no se sabe si existen mecanismos para promover la translocación de estos transportadores a la superficie celular, pero se ha establecido claramente que la insulina no promueve la translocación de GLUT6 y GLUT8 a la superficie celular.
En agosto de 1960, en Praga , Robert K. Crane presentó por primera vez su descubrimiento del cotransporte sodio-glucosa como mecanismo de absorción intestinal de glucosa. [15] El descubrimiento del cotransporte por parte de Crane fue la primera propuesta de acoplamiento de flujo en biología. [16] En 1961, Crane fue el primero en formular el concepto de cotransporte para explicar el transporte activo. En concreto, propuso que la acumulación de glucosa en el epitelio intestinal a través de la membrana del borde en cepillo estaba [está] acoplada al transporte descendente de Na+ a través del borde en cepillo. Esta hipótesis se puso a prueba, se refinó y se amplió rápidamente [para] abarcar el transporte activo de una amplia gama de moléculas e iones en prácticamente todos los tipos de células. [17]
La idea de esta época que permanece en todos los libros de texto actuales es la noción de
Robert Crane
publicada originalmente como apéndice a un artículo de simposio publicado en 1960 (
Crane
et al. 1960). El punto clave aquí era el "acoplamiento de flujo", el
cotransporte
de sodio y glucosa en la membrana apical de la célula epitelial del intestino delgado. Medio siglo después, esta idea se ha convertido en una de las proteínas transportadoras más estudiadas (SGLT1), el cotransportador de sodio-glucosa.