포도당 수송체

포도당 수송체(葡萄糖輸送體, , GLUT)는 원형질막을 가로질러 촉진 확산으로 포도당을 수송하는 광범위한 막 단백질의 부류이다. 포도당 운반체(葡萄糖運搬體), SLC2A라고도 한다. 포도당은 모든 생명체에 필수적인 에너지원이기 때문에 포도당 수송체는 모든 문에 존재한다. GLUT 또는 SLC2A 계열은 대부분의 포유류 세포에서 발견되는 단백질 계열이다. 14가지의 포도당 수송체(GLUT)가 사람의 게놈에 의해 암호화된다. GLUT는 단일수송체 단백질의 한 유형이다.

유리 포도당의 합성 
대부분의 비독립영양 세포는 포도당 6-인산가수분해효소의 발현이 부족하여 포도당 섭취와 이화작용에만 관여하기 때문에 유리 포도당을 생산할 수 없다. 포도당은 일반적으로 간세포에서만 생성되며, 단식 상태에서는 장, 근육, 뇌 및 콩팥과 같은 다른 조직에서 포도당신생합성이 활성화된 후에 포도당을 생성할 수 있다.

효모에서의 포도당 수송 
맥주효모균(Saccharomyces cerevisiae)에서 포도당 수송은 촉진 확산을 통해 일어난다. 수송 단백질은 주로 Hxt 계열에서 유래하지만 많은 다른 수송체들이 확인되었다.

포유류에서의 포도당 수송 
포도당 수송체(GLUT)는 원형질막의 세포질 쪽에 노출된 아미노 말단과 카복실 말단이 모두 있는 12개의 막관통 나선을 포함하는 내재성 막 단백질이다. GLUT 단백질은 대체 입체구조 모델에 따라 포도당 및 관련된 6탄당을 수송하는 데, 이는 수송체가 세포의 외부 또는 내부를 향해 단일 기질 결합 부위를 노출시킬 것으로 예측한다. 포도당이 한 부위에 결합하면 수송과 관련된 입체구조적 변화를 유발하고 포도당을 막의 다른 쪽으로 방출한다. 내부 및 외부 포도당 결합 부위는 막 횡단 분절 9, 10, 11에 위치하는 것으로 보인다. 또한 7번째 막횡단 분절에 위치한 DLS 모티프는 수송된 기질의 선택과 친화력에 관여할 수 있다.

유형 
각 포도당 수송체의 동질형은 조직 발현의 패턴, 기질 특이성, 수송 반응속도론 및 다양한 생리학적 조건에서 조절된 발현에 의해 결정되는 포도당 대사에서 특정 역할을 담당한다. 2010년을 기준으로 GLUT/SLC2의 14가지 구성원들이 확인되었다. 서열 유사성에 따라 GLUT 패밀리는 세 가지의 하위 클래스로 나뉘어진다.

클래스 I 
클래스 I은 잘 특성화된 포도당 수송체인 GLUT1~GLUT4로 구성된다.

클래스 II 및 클래스III 
클래스 II의 구성원들은 다음과 같다.
 GLUT5 () – 장세포에서의 과당 수송체
 GLUT7 () – 소장과 대장에서 발견되며 소포체에서 포도당을 운반한다.
 GLUT9 - ()
 GLUT11 ()

클래스 III의 구성원들은 다음과 같다.
 GLUT6 ()
 GLUT8 ()
 GLUT10 ()
 GLUT12 ()
 GLUT13 – 또한 주로 뇌에서 발현되는 H+/미오-이노시톨 수송체 HMIT ()

클래스 II 및 클래스 III의 대부분의 구성원들은 다양한 게놈 프로젝트에서 제공되는 발현 서열 태그(EST) 데이터베이스 및 서열 정보의 상동성 검색으로 최근에 확인되었다.

이러한 새로운 포도당 수송체 동질형의 기능은 현재까지 명확하게 정의되지 않았다. 이들 중 몇몇(GLUT6, GLUT8)은 세포 내에서 유지되어 포도당 수송을 방지하는 데 도움이 되는 모티프로 만들어진다. 이러한 수송체의 세포 표면의 자리옮김을 촉진하는 메커니즘이 존재하는 지에 대한 여부는 아직 알려져 있지 않지만 인슐린이 GLUT6 및 GLUT8의 세포 표면에서의 자리옮김을 촉진하지 않는다는 것은 분명히 확립되었다.

나트륨-포도당 공동수송의 발견 
1960년 8월에 프라하에서 로버트 K. 크레인은 장내 포도당 흡수 메커니즘으로서 나트륨-포도당 공동수송의 발견을 최초로 발표했다. 크레인의 공동수송의 발견은 생물학에서 흐름에 대한 커플링의 최초의 제안이었다. 1961년에 크레인은 능동수송을 설명하기 위해 공동수송의 개념을 최초로 공식화하였다. 특히 그는 솔가장자리 막을 가로지르는 장 상피에서의 포도당의 축적이 솔가장자리를 가로지르는 Na+의 수송과 짝지어져 있다고 제안했다. 이 가설은 거의 모든 세포 유형으로의 다양한 분자 및 이온의 능동수송을 포괄하도록 신속하게 테스트, 개선 및 확장되었다.

같이 보기 
 공동수송
 공동수송체
 포도당
 수송체
 촉진확산
 수송 단백질

각주

외부 링크 
 

수송 단백질
내재성 막 단백질
용질 운반체 패밀리