Los transportadores de glucosa son un amplio grupo de proteínas de membrana que facilitan el transporte de glucosa a través de la membrana plasmática , 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 GLUTS están codificados por el genoma humano . GLUT es un tipo de proteína transportadora uniportadora .
La mayoría de las células no autótrofas son incapaces de producir glucosa libre porque carecen de expresión de glucosa-6-fosfatasa y, por lo tanto, participan únicamente en la captación y el catabolismo de glucosa . Generalmente producida sólo en los hepatocitos , en condiciones de ayuno, otros tejidos como los intestinos, los músculos, el cerebro y los riñones son capaces de producir glucosa tras 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]
Los GLUT son proteínas integrales de membrana 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 alternativa, [5] [6] [7] que predice que el transportador expone un único sitio de unión al 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, al parecer, están 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 juega un papel específico en el metabolismo de la glucosa determinado por su patrón de expresión tisular, especificidad de sustrato, cinética de transporte y expresión regulada en diferentes condiciones fisiológicas. [11] Hasta la fecha, se han identificado 14 miembros del GLUT/SLC2. [12] Sobre la base de las 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 las bases de datos EST y en la información de secuencia proporcionada por los diversos proyectos genómicos .
La función de estos nuevos [ ¿cuándo? ] Las isoformas del transportador de glucosa aún no están claramente definidas en la actualidad. Varios de ellos (GLUT6, GLUT8) están formados por motivos que ayudan a retenerlos intracelularmente y por tanto impiden el transporte de glucosa. Aún no se sabe si existen mecanismos para promover la translocación de estos transportadores en la superficie celular, pero se ha establecido claramente que la insulina no promueve la translocación de la superficie celular de GLUT6 y GLUT8.
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] Crane en 1961 fue el primero en formular el concepto de cotransporte para explicar el transporte activo. Específicamente, propuso que la acumulación de glucosa en el epitelio intestinal a través de la membrana del borde en cepillo estaba acoplada al transporte descendente de Na+ a través del borde en cepillo. Esta hipótesis fue rápidamente probada, refinada y ampliada [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 de un artículo de un simposio publicado en 1960 (
Crane
et al. 1960).
El punto clave aquí fue 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.