글루트1
GLUT1| 포도당 트랜스포터, 타입 1 | |||||||
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| 식별자 | |||||||
| 별칭 | Glu_transpt_1IPR002439erythrocyte/뇌 육각 촉진자GLut1glucose transporter-1Gtr1Glucose1Glucose-1Glucose Transporter Type 1 | ||||||
| 외부 ID | 진카드: [1] | ||||||
| 직교체 | |||||||
| 종 | 인간 | 마우스 | |||||
| 엔트레스 |
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| 앙상블 |
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| 유니프로트 |
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| RefSeq(mRNA) |
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| RefSeq(단백질) |
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| 위치(UCSC) | n/a | n/a | |||||
| PubMed 검색 | n/a | n/a | |||||
| 위키다타 | |||||||
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포도당 전달체 1(또는 GLUT1)은 인간에서 SLC2A1 유전자에 의해 인코딩되는 단종 단백질이다.[1] 글루트1은 포유류 세포의 혈장막을 가로질러 포도당의 이동을 촉진한다.[2] 이 유전자는 포유류의 혈액-뇌 장벽에 있는 주요 포도당 전달체를 암호화한다. 암호화된 단백질은 주로 세포막과 세포표면에서 발견되는데, 여기서 인간 T세포 백혈병 바이러스(HTLV) I와 II의 수용체 역할도 할 수 있다.[3] 글루트1의 좋은 공급원 중 하나는 홍반막이다. 글루트1은 적혈구 혈장막에 있는 단백질의 2%를 차지한다. 적혈구 혈장 막에서 발견된 글루트1은 단혈구의 전형적인 예다. 포도당이 에리트로시테로 운반된 후 급속하게 인산화되어 포도당-6-인산염을 형성하여 세포 밖으로 나갈 수 없다. 이 유전자의 돌연변이는 글루트1 결핍증후군 1, 글루트1 결핍증후군 2, 특발성 일반화된 간질 12, 디스토니아 9, 기공성 결핍증 등을 일으킬 수 있다.[4][5]
디스커버리
글루트1은 특징지어지는 최초의 포도당 운반체였다. 글루트 1은 보존 상태가 매우 좋다.[1] 인간과 쥐의 글루트 1은 아미노산 수준에서 98%의 정체성을 가지고 있다. 글루트 1은 SLC2 유전자에 의해 인코딩되며 글루트 단백질을 인코딩하는 14개의 유전자로 이루어진 가족 중 하나이다.[6]
구조
SLC2A1 유전자는 위치 34.2에서 염색체 1의 p 암에 위치하며 3만3802개의 염기쌍에 걸쳐 10개의 엑손(exon)[3]을 가지고 있다. 이 유전자는 492개의 아미노산으로 구성된 54.1 kDa 단백질을 생성한다.[7][8][9][10] 세포막에 위치한 멀티패스 단백질이다.[4][5] 이 단백질은 신호 순서가 부족하다; 그것의 C-terminus, N-terminus, 그리고 단백질의 중심에 있는 매우 친수성 영역은 모두 세포막의 세포질 쪽에 있을 것으로 예측된다.[10][1]
글루트1은 미카엘리스-멘텐 효소로 작용하며, 각각 20개의 아미노산 잔류물을 함유하고 있는 12개의 막경간 알파 나선형을 함유하고 있다. 나선형 바퀴 분석 결과 멤브레인-스팬-헬리콥스는 암페타스로 한쪽은 극성이고 다른 한쪽은 소수성이 있는 것으로 나타났다. 이 막간판 나선형 중 6개는 막에서 서로 결합하여 포도당이 통과할 수 있는 중앙의 극 채널을 형성하는 것으로, 막의 지방산 꼬리에 인접한 채널의 바깥쪽에 소수성 부위가 있다.[citation needed]
함수
적혈구에서의 에너지 산출 신진대사는 혈장에서 포도당 농도가 약 5mM로 유지되는 포도당의 지속적인 공급에 의존한다. 포도당은 특정 포도당 전달체를 통해 쉽게 확산되며 분석되지 않은 트랜스템브레인 확산보다 약 5만 배 높은 속도로 홍반으로시테에 유입된다. 홍당류의 포도당 전달체(다른 조직의 관련 포도당 전달체와 구별하기 위해 글루트1이라고 함)는 12개의 소수성 세그먼트를 가진 타입 III의 일체형 단백질로, 각각 막경간 나선을 형성하는 것으로 생각된다. GLUT1의 상세한 구조는 아직 알려져 있지 않지만, 한 그럴듯한 모델은 여러 나선형의 측면 조립으로 인해 수소가 채널을 통해 이동할 때 포도당과 결합할 수 있는 수산화 잔류물이 줄지어 있는 투과성 채널을 생성한다는 것을 암시한다.[11]
글루트1은 모든 세포에서 호흡을 유지하는 데 필요한 낮은 수준의 기초 포도당 섭취에 대한 책임이 있다. 세포막의 글루트1의 발현 수준은 포도당 수치 감소에 의해 증가하고 포도당 수치 증가에 의해 감소한다.[citation needed]
글루트1은 또한 포도당뿐만 아니라 비타민 C를 섭취하는 주요 수용체로서, 특히 비타민 C 재활용 과정에 참여함으로써 보상하기 위한 적응의 일환으로 포유류를 생산하는 비 비타민 C에서 특히 그렇다. 비타민 C를 생산하는 포유류에서, 글루트4는 종종 글루트1 대신 표현된다.[12]
조직 분포
GLUT1 표현은 거의 모든 조직에서 발생하며, 표현 정도는 일반적으로 세포 포도당 대사 속도와 상관관계가 있다. 성인의 경우 적혈구(erythrocyte)로 가장 높은 수준으로 표현되며 혈액-뇌 장벽과 같은 장벽 조직의 내피 세포에서도 표현된다.[13]
임상적 유의성
글루트1 유전자의 돌연변이는 희귀한 자가 지배적 질환인 글루트1 결핍이나 디비보 질환의 원인이 된다.[14] 이 질환은 뇌-뇌 장벽을 통한 포도당 운반의 장애로 인한 신경성 빈혈의 일종인 뇌척수액 포도당 농도(하이포글리코르하치아)가 낮은 것이 특징이다.
글루트1 결핍증후군 1
Many mutations in the SLC2A1 gene, including LYS456TER, TYR449TER, LYS256VAL, ARG126HIS, ARG126LEU and GLY91ASP, have been shown to cause GLUT1 deficiency syndrome 1 (GLUT1DS1), a neurologic disorder showing wide phenotypic variability. 이 병은 자가 열성 또는 자가 지배적인 방식으로 유전될 수 있다.[10] 가장 심각한 '고전적' 표현형은 발달 지연, 후천성 소두증, 운동 불순, 가소성과 관련된 소아-온셋 간질성 뇌질환으로 구성되어 있다. 발작의 시작은 보통 무신론적인 에피소드, 응시하는 주문, 삽화적인 눈 움직임으로 특징지어지며, 생후 4개월 이내에 일어난다. 그 밖의 두통, 혼동, 무기력, 수면장애, 두통 등이 발견된다. 학습장애부터 심각한 정신지체까지 다양한 수준의 인지장애가 발생할 수 있다.[4][5]
글루트1 결핍증후군 2
기타 돌연변이(예: 글리314SER, ALA275)SR, ASN34ILE, SER95ILE, ARG93TRP, ARG91TRP, a 3-bp insertion (TYR292) and a 12-bp deletion (1022_1033del) in exon 6, have been shown to cause GLUT1 deficiency syndrome 2 (GLUT1DS2), a clinically variable disorder characterized primarily by onset in childhood of paroxysmal exercise-induced dyskinesia. 이질병은 운동이나 운동에 의해 유발되고 운동된 팔다리에 영향을 미치는, 근육통이나 안무와 같은 일시적인 비정상적인 비자발적인 움직임을 포함한다. 어떤 환자들은 또한 간질을 가지고 있을 수 있는데, 가장 흔하게 유년기 결석 간질이다. 가벼운 정신지체도 발생할 수 있다. 일부 환자의 경우 무의식적으로 유발되는 이뇨작용, 안무운동 및 탄도운동은 거시적 용혈성 빈혈과 관련이 있을 수 있다.[4][5] 이 병의 유전은 자가 면역 지배적이다.[10]
특발성 간질 12
특히 ASN411SER, ARG458TRP, ARG223PRO 및 ARG232CYS와 같은 일부 돌연변이는 감지 가능한 뇌병변이나 대사 이상이 없을 때 반복적으로 일반화된 발작이 특징인 특발성 일반화 간질 12(EIG12)를 유발하는 것으로 나타났다. 일반화된 발작은 뇌의 양쪽 반구에서 동시에 확산된다. 발작 유형으로는 청소년 근막 발작, 부재 발작, 일반화된 강장성 발작이 있다. 일부 EIG12 환자에서 발작은 나이가 들면서 전달될 수 있다.[4][5] 이 병의 유전은 자가 면역 지배적이다.[10]
디스토니아 9
또 다른 돌연변이인 ARG212CYS는 유년기에 시작된 부락실성 안디무테토증과 진행성 척추측만증으로 특징지어지는 자가우월성 신경질환인 디스토니아 9(DYT9)를 유발하는 것으로 밝혀졌다. 대부분의 환자들은 어느 정도 인지장애를 보인다. 다른 가변적인 특징으로는 발작, 편두통, 아탁시아 등이 있을 수 있다.[4][5]
스토마틴 결핍 극저온증
Certain mutations, like GLY286ASP and a 3-bp deletion in ILE435/436, cause Stomatin-deficient cryohydrocytosis with neurologic defects (SDCHCN), a rare form of stomatocytosis characterized by episodic hemolytic anemia, cold-induced red cells cation leak, erratic hyperkalemia, neonatal hyperbilirubinemia, hepatosplenomegaly, cataracts, seizures, men부적 지체,[4][5] 운동 장애 이 병의 유전은 자가 면역 지배적이다.[10]
HTLV 수용체 역할
글루트1은 HTLV 바이러스가 표적 세포에 진입하기 위해 사용하는 수용체이기도 하다.[15]
헤망기종의 히스토케미컬 마커로서의 역할
글루트1은 또한[16] 유아기의 혈관종에서 강력한 히스토케미컬 마커로 입증되었다.
상호작용
글루트1은 GIPC1과 상호작용하는 것으로 나타났다.[17] ADD2와 DMTN이 있는 단지에서 발견되며 (C-terminus 세포질 영역을 통해) DMTN isoform 2와 상호작용한다.[18] 그것은 또한 SNX27과 상호작용한다; 리소좀의 열화를 방지하고 혈장막으로의 재활용을 촉진하기 위해 내포시세포화되었을 때 상호작용이 필요하다.[19] 이 단백질은 STOM과 상호작용을 한다.[20] SGTA(Gln-rich 지역을 통해)와 상호작용하며 CREB3-2와 2진 상호작용한다.[4][5]
글루트1은 뇌에서 45-kDa와 55-kDa의 두 가지 중요한 유형을 가지고 있다. 글루트1 45-kDa는 아스트로글리아와 뉴런에 존재한다. 글루트1 55-kDa는 뇌혈관내막세포에 존재하며 혈중뇌장벽을 통한 포도당 운반책임을 맡고 있다; 그 결핍은 CSF (60 mg/dl 이하)[citation needed]에서 포도당 수치를 낮게 일으켜 부족한 사람에게 발작을 일으킬 수 있다.
최근 GLUT1 억제제 DERL3가 설명되었으며 대장암에서 메틸화 되는 경우가 많다. 이 암에서는 DERL3 메틸화가 워버그 효과를 중재하는 것처럼 보인다.[21]
억제제
파센틴은 글루트1의 세포 내 영역의 작은 분자 억제제로 포도당 흡수를 방지한다.[22]
최근, 보다 선택적인 새로운 글루트1 억제제인 Bay-876이 설명되었다.[23]
대화형 경로 지도
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- ^ 대화형 경로 맵은 WikiPathways에서 편집할 수 있다. "GlycolysisGluconeogenesis_WP534".
참조
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이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다.. - ^ a b c d e f g h "SLC2A1 – Solute carrier family 2, facilitated glucose transporter member 1 – Homo sapiens (Human) – SLC2A1 gene & protein". www.uniprot.org. Retrieved 2018-08-27.
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외부 링크
- GeneReviews/NIH/UW internation on Plucot Transport Type 1 결핍 증후군
- 포도당+미국 국립 의학 도서관의 Transport+Type+1(MesH) 제목
- PDBe-KB에서 UniProt: P11166(Solute carrier family 2, 촉진된 포도당 트랜스포터 멤버 1)에 대한 PDB의 모든 구조 정보 개요.
이 기사는 공공영역에 있는 미국 국립 의학 도서관의 텍스트를 통합하고 있다.
