Transporter glukosa
Transporter glukosa () adalah sekelompok protein dari kelas transporter monosakarida yang terdapat pada sel hampir setiap jenis mamalia, yang berfungsi untuk menyerap glukosa dari sirkulasi darah dan mempercepat penurunan rasio plasmanya, dengan mengalihkan glukosa tersebut ke dalam sel target, umumnya berupa sel pada jaringan adiposa atau otot lurik dan otot jantung. GLUT terkodikasi oleh sekelompok gen yang salah satu gen tersebut, adalah IRGT ().
Insulin merupakan stimulan yang menyebabkan GLUT yang semula berada di dalam sitoplasma sel - pada jaringan otot dan jaringan adiposa, namun tidak pada hati maupun otak - bergerak keluar dan terekspresi di permukaan membran sel, kemudian GLUT akan berfungsi sebagai portal yang memindahkan glukosa darah ke dalam sel secara difusi.
Setiap "isoform" GLUT mempunyai peran yang berbeda-beda dalam metabolisme glukosa sesuai dengan pola dari ekspresi jaringan, sifat substrat, kinerja dan kondisi fisiologis. Hingga saat ini, baru dikenali 13 jenis GLUT.
Terdiri dari GLUT1-GLUT4,
GLUT1 () adalah transporter glukosa pada melanosom yang mempunyai panjang 492 asam amino.
Cacat pada GLUT1 dapat menyebabkan sindrom GLUT1-D.
GLUT1 juga merupakan pencerap bagi DHA dan vitamin C dan bagi HTLV, sejenis virus yang menjadi salah satu faktor pencetus leukimia dan beberapa sindroma pada sistem saraf untuk melakukan infeksi intraselular.
GLUT2 () adalah sejenis GLUT dengan panjang 524 AA yang berada pada membran sel hati, sel beta, usus halus dan ginjal.
Cacat pada GLUT2 merupakan penyebab sindrom Fanconi-Bickel.
Pada model tikus dengan penghapusan gen SLC2A2, ditemukan gejala klinis berupa "hyperglycemic" dan "hypoinsulinemic" dengan peningkatan rasio plasma dari glukagon, asam lemak dan "β-hydroxybutyrate".
GLUT3 () adalah jenis GLUT yang terdapat pada permukaan membran sel dengan panjang 496 AA, dan merupakan pencerap bagi DHA dan asam askorbat
GLUT4 () merupakan jenis GLUT yang dijumpai pada otot lurik dan jantung, serta adiposit putih dan coklat. GLUT4 mempunyai rantai peptida sepanjang 509 asam amino yang membentuk ikatan dengan DAXX melalui N-terminus dengan SRFBP1.
Lokasi awal GLUT4 terletak pada area perinuklear di dalam sitoplasma, pergerakannya distimulasi oleh :
dan diperkirakan dipacu oleh:
Dalam keadaan basa, di dalam sitoplasma sel yang belum teraktivasi oleh insulin, GLUT4 berada di dalam vesikel responsif terhadap insulin, yang disebut GSV (). Stimulasi insulin akan menggerakkan vesikel ini menuju permukaan sel (), kemudian menyisipkan GLUT4 ke dalam membran plasma, guna menyerap glukosa.
Sintesis vesikel GLUT4 membutuhkan interaksi kompleks antara GLUT4, IRAP, LRP1 dan sortilin, serta rekrut GGA (), adaptor ACAP1 dan klatrin. Setelah terbentuk, GSV akan disangga di dalam sitoplasma oleh TUG, UBc9 dan beberapa protein lain. Senyawa promoter yang diperlukan dalam sintesis GSV, antara lain adalah rendahnya rasio glikosfingolipid di dalam sitoplasma.
Defisiensi GLUT4 atau GSV dapat menyebabkan NIDDM. Pada studi perbandingan GLUT4 pada otot vastus lateralis antara 12 orang penderita NIDDM dan 8 orang sehat, rasio laju penyerapan glukosa pada penderita NIDDM lebih rendah 41% walaupun tidak ditemukan perbedaan rasio protein GLUT4 per DNA dan GLUT4 mRNA melalui biopsi basal yang dilakukan terhadap kedua kelompok model. Pada model orang yang sehat, infus insulin selama 4 jam (2 mU/kg/min) menginduksi 31% penurunan protein GLUT4 per DNA dan 35% peningkatan GLUT4 mRNA per DNA, sedangkan pada penderita NIDDM tidaklah demikian. Studi serupa pada penderita diabetes mellitus tipe 1 menunjukkan bahwa perubahan rasio insulin memberikan pengaruh terhadap ekspresi GLUT4 pada otot vastus lateralis.
Terdiri dari GLUT5 dan GLUT7, GLUT9 dan GLUT11.
GLUT5 () adalah jenis GLUT pada permukaan membran sarkolemal dengan panjang 501 AA, yang terdapat tidak hanya pada sel usus halus, saat pertama kali ekspresi GLUT5 ditemukan, tetapi juga terdapat pada ginjal, otot lurik, jaringan adiposa dan otak.
Selain peran hormon tiroid sebagai mediator untuk perkembangan enzim hidrolitik yang terdapat pada saluran pencernaan, T3 menginduksi ekspresi GLUT5 pada sel Caco-2 yang terdapat pada saluran pencernaan.
GLUT7 () adalah sejenis GLUT dengan panjang 512 AA yang terdapat pada membran sel. GLUT7 banyak ditemukan pada usus halus dan usus besar, sedikit ditemukan pada testis dan kelenjar prostat.
Fungsi utama dari GLUT7 adalah mendifusikan glukosa dan fruktosa, namun tidak termasuk 2-deoxy-d-glucose dan xylose.
GLUT9 () adalah GLUT dengan panjang 540 AA pada membran sel basolateral yang mendifusikan asam urat dan fruktosa terutama pada sel tubular proksimal pada ginjal, hati, plasenta, paru, sel darah putih, otot lurik pada jantung dan "chondrocytes" pada "articular cartilage".
Mutasi gen GLUT9 dapat menyebabkan penumpukan asam urat hasil metabolisme purina yang disebut hyperuricemia, renal hypouricemia, dan pirai.
GLUT11 () adalah sejenis GLUT dengan panjang 496 AA yang membran sel. Dengan memiliki 41,7% rantai AA yang sama dengan GLUT5, ekspresi GLUT11 pada Xenopus oocytes dan sel COS-7 menunjukkan bahwa ketiga isoformnya mendifusikan glukosa dan fruktosa, bukan galaktosa.
GLUT11 mempunyai 3 isomer:
Terdiri dari GLUT6, GLUT8, GLUT10, GLUT12, GLUT13.
GLUT6 () adalah GLUT pada membran sel dengan panjang peptida 507 AA yang mengikat "cytochalasin B" dengan kekuatan rendah. Ekspresi GLUT6 ditemukan pada limpa, sel darah putih dan otak.
GLUT8 () adalah GLUT pada membran vesikel sitoplasmik dengan panjang peptida 477 AA, yang mendifusikan glukosa dan mengikat "cytochalasin B" dengan stimulasi insulin.
GLUT8 terdeteksi pada testis, hipotalamus, cerebellum, batang otak, hipokampus, dan kelenjar adrenal. Pada testis, GLUT8 dihambat oleh estrogen.
GLUT10 () adalah GLUT dengan panjang peptida 541 AA pada sistem endomembran dengan ekspresi tertinggi pada jaringan sel hati dan pankreas yang berperan dalam homeostasis glukosa.
Mutasi pada SLC2A10 merupakan penyebab sindrom AT dan kofaktor pada sindrom Loeys-Dietz dan diabetes mellitus tipe 2.
GLUT12 () adalah GLUT dengan panjang 617 AA yang akan berada pada area perinuklear di dalam sitoplasma tanpa stimulasi insulin. Menyembulnya GLUT12 dari dalam sitoplasma menuju ke permukaan membran sel membutuhkan stimulasi enzim fosfatidil inositol-3 kinase selain hormon insulin.
SLC2A12 banyak ditemukan pada otot lurik, jantung, kelenjar prostat, plasenta, ginjal dan sedikit pada otak, serta jaringan adiposa dan usus halus.
GLUT13 () adalah GLUT dengan panjang 648 AA yang sangat vital bagi metabolisme myo-inositol pada otak.
Hmit dapat diaktivasi untuk menyembul keluar ke permukaan membran sel, antara lain dengan aktivasi protein kinase C atau peningkatan konsentrasi kalsium intraselular.