Caractéristiques de GLUT4, structure, fonctions

Glut4 Il s'agit d'une protéine de transport de glucose 509 d'acides aminés qui présente une forte affinité pour ce sucre. Il appartient à la principale superfamille principale des facilitateurs (MSF) caractérisée par la présentation de 12 héliques transmembranales Alfa. Comme tous les membres de cette famille, les médias ont facilité le transport du glucose en faveur de son gradient de concentration.

Son emplacement est limité aux cellules sensibles aux cellules par l'insuline, comme les adipocytes et les myocytes. En ce sens, GLUT4 étoiles dans le mécanisme d'absorption primaire du glucose dans des conditions d'hyperglycémie sanguine.

GLUT4 est le seul transporteur de glucose régulé à l'insuline. Par meiquer [cc by-sa 3.0 (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /)], de Wikimedia Commons.

Environ 95% GLUT4 synthétisé par la cellule reste résidant dans le cytosol à l'intérieur des vésicules. Ces vésicules fusionnent avec la membrane plasmique exposant le récepteur en réponse à l'activation de l'exocytose médiée par l'insuline.

L'exercice du muscle squelettique est également capable de favoriser la relocalisation de ce transporteur dans la membrane cellulaire, étant donné la forte demande d'énergie que ces cellules ont dans ces conditions. Cependant, les signes qui stimulent leur synthèse sont encore inconnus pendant une activité physique prolongée.

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Caractéristiques

Comme le convoyeur à expression constitutive GLUT1, GLUT4 présente une forte affinité pour le glucose, ce qui se traduit par une capacité à rejoindre le glucose même lorsque la concentration de cette glycémie atteint de très faibles valeurs.

Contrairement aux isoformes responsables du transport du glucose dans des conditions basales (GLUT1 et GLUT3), ce transporteur n'est pas exprimé dans la membrane cellulaire embryonnaire.

Au contraire, il s'exprime uniquement dans les cellules tissulaires adultes, principalement dans les tissus périphériques riches en fortes concentrations de graisse brune comme le cœur, le muscle squelettique et le tissu adipeux. Cependant, il a également été détecté dans les cellules de l'hypophyse et de l'hypothalamus.

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En ce sens, il est important de souligner que sa distribution limitée aux cellules sensibles aux variations des concentrations d'insuline est liée au fait de présenter l'expression régulée par cette hormone. D'autres investigations ont montré que la contraction musculaire est également capable d'exercer un effet régulateur sur l'expression de ce transporteur.

D'un autre côté, des études de localisation subcellulaire ont montré que GLUT2 a une double emplacement entre le cytosol et la membrane. Dans le compartiment cytosolique où se trouve le pourcentage le plus élevé, il réside dans divers compartiments: dans le réseau trans-golgi, endosome précoce, vésicules couvertes ou non par la clatrine et les structures cytoplasmiques tubulo-vésiculaires.

Structure

Comme tous les membres des transporteurs de glucose impliqués dans le transport passif facilité par cet hexose (GLUTS), GLUT4 est une protéine transmembraale multipasale dans α-helix.

12 Segments transmembranaux dans la configuration de l'hélice α traversent le plasma et les compartiments subcellulaires (vésicules) des cellules où la glut 4 est exprimée.

Les enfouris 3, 5, 7 et 11 sont distribués spatialement pour donner naissance à la formation d'un canal hydrophile à travers lequel le transit du monosaccharide se produit de l'espace extracellulaire au cytosol en faveur d'un gradient de concentration.

Les extrémités carboxyles amino et terminales de la protéine sont orientées vers le cytoplasme, dans une configuration conformationnelle qui entraîne la formation d'une grande poignée centrale.

La zone délimitée par les deux extrémités représente une région fonctionnellement importante de la protéine car elle est impliquée à la fois dans la collection et l'union du glucose et dans la réponse à la signalisation à l'insuline. En plus de sa direction des compartiments vésiculaires cytosoliques à la membrane plasmique où il exercera sa fonction de convoyeur.

Comment se produit le transport du glucose via GLUT4?

Comme tout membre de la famille des transporteurs de glucose impliqués dans le transport passif facilité de cet hexose (GLUTS), GLUT4 est une protéine transmembranaire multipasse dans α-helix.

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Une déformation de la structure induite par la jonction de sucre mobilise le site de l'Union des dés extérieurs de la membrane au cytosol où il est libéré. Une fois que cela s'est produit, le transporteur acquiert à nouveau sa conformation initiale, exposant ainsi le site au glucose sur la face extérieure de la membrane.

Les fonctions

La protéine de convoyeur de glucose de type GLUT4 est responsable de la réalisation de la mobilisation du glucose du milieu extracellulaire au cytosol, en réponse au stimulus généré par la sécrétion d'insuline améliorée dans les cellules tissées sensibles à cette hormone, comme celles qui sont qu'ils intègrent le muscle squelettique et tissu adipeux.

Pour mieux comprendre cela, il est important de se rappeler que l'insuline est une hormone libérée par les cellules β du pancréas en réponse à des concentrations élevées de glycémie, mettant en œuvre des mécanismes physiologiques qui favorisent leur absorption par les cellules ainsi que la synthèse des glycogène.

Donner. Jouant un rôle clé dans la mobilisation rapide de la glycémie lorsque les concentrations de monosaccharide atteignent des valeurs très élevées. Ce dernier est indispensable pour maintenir l'homéostasie cellulaire.

Cette absorption rapide du glucose devient possible à la haute affinité que ce transporteur a pour ce sucre. C'est-à-dire qu'il est capable de le détecter même à de faibles concentrations, de le rejoindre ou de le capturer rapidement.

D'un autre côté, la capacité de détecter le glucose à de faibles concentrations explique l'importance de l'expression de GLUT4 dans les membranes musculaires squelettiques pendant l'exercice, une activité qui a une forte demande d'énergie.

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Mobilisation des vésicules GLUT4 du cytosol à la membrane

Mécanisme de mobilisation des vésicules porteuses GLUT4 à la membrane. Par CNX OpenXax [CC par 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 4.0)], de Wikimedia Commons.

En l'absence de stimulation de l'insuline, environ 95% GLUT4 est recruté dans le cytoplasme à l'intérieur des vésicules du réseau trans golgi.

Lorsque les concentrations de glucose dépassent la valeur physiologique, une cascade de signalisation est déclenchée qui entraîne une libération d'insuline par le pancréas.

L'insuline libérée est désormais en mesure de rejoindre le récepteur d'insuline présent dans la membrane des myocytes et des adipocytes, envoyant les signaux nécessaires pour déclencher l'activation de l'exocytose. Ce dernier se traduit par la fusion des vésicules de transporteur GLUT4 avec la membrane plasmique.

Cette fusion augmente temporairement la concentration du convoyeur dans la membrane de ces cellules. Autrement dit, une fois que les taux de glycémie descendent jusqu'à ce que la valeur basale soit atteinte, le stimulus disparaît et le transporteur est recyclé par activation de l'endocytose.

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