נשא גלוקוז

נשאי גלוקוז (GLUT או משפחת SLC2A) הם חלבונים ממברנליים הנמצאים ברוב תאי היונקים. משפחה זו אחראית להעברת הקסזות, שהן קבוצה של פחמימות בעלות 6 פחמנים, שהמוכר ביותר בהן הוא הגלוקוז, בין צידי הממברנה הביולוגית.

פעולה

גלוקוז הוא סובסטרט (מצע) חיוני לחילוף החומרים של רוב התאים. מכיוון שגלוקוז היא מולקולה פולרית, העברתה דרך הממברנה הביולוגית דורשת חלבוני העברה ספציפיים. העברה דרך ממברנה עליונה של מעי ותאי האפיתל בכליות תלויה בנוכחות של סימפורטר משני פעיל Na+ /גלוקוז, SGLT2 ,SGLT1 אשר מרכזים את הגלוקוז בתוך התאים תוך שימוש באנרגיה המסופקת על ידי קוטרנספורטר של יוני Na+ במורד הגרדיאנט האלקטרוכימי.

דיפוזיה מקלה מעבר של גלוקוז דרך הממברנה התאית, מזורזת על ידי נשאי גלוקוז אשר שייכים לסופר משפחה של מקלי העברה הכוללים נשאים אורגניים של אניון וקטיון, נשא הקסוזת השמרים, הקסוזת צמח/סימפורטי פרוטון וסוכר בקטריאלי/סימפורטר פרוטון.

מנגנון

תנועת מולקולות על ידי חלבוני נשא גלוקוז מתרחשת באמצעות דיפוזיה מקלה. זה מאפשר למולקולות עצמאות מבחינת אנרגיה, שלא כמו נשאים אקטיביים אשר לעיתים קרובות דורשים נוכחות של מולקולות ATP ואף עוצרים אם יחס ATP ל-ADP נמוך מדי.

מבנה

GLUT הם חלבונים אינטגרליים המכילים 12 מבני הליקס הנפרסים על כל הממברנה שבהם הקצוות הטרמינלים קרבוקסילי ואמיני חשופים לצד הציטופלסמתי של הממברנה הפלסמה. חלבוני GLUT נושאים גלוקוז והקסוזות מאותה משפחה על פי מודל של תצורה משתנה שמנבא שהנשא חושף אתר קשירה לסובסטרט בודד אל פנים וחוץ התא. קשירה של גלוקוז לאתר אחד מעוררת שינוי מבני ומשחררת גלוקוז לצד השני של הממברנה.

סוגים

כל איזופורם של נשא גלוקוז ממלא תפקיד מסוים בחילוף החומרים של גלוקוז המוגדר על ידי התצורה של ביטוי רקמות, קינטיקת העברה ובקרה על ביטוי במצבים פיזיולוגיים שונים. עד עתה 13 איברים מ-GLUT או SLC2 זוהו. על בסיס זהויות רצפים של משפחת GLUT חולקה לשלושה תת-משפחות.

תת-משפחה I
גלוט 1	נשא משולב לתוך התא לגלוקוז וגלקטוז בעזרת מפל הריכוזים של נתרן
גלוט 2	נשא פסיבי לגלוקוז גלקטוז ופרוקטוז מן התא לחלל הבין תאי
גלוט 3	נשא בעל אפיניות גבוהה להקסוזות שנמצא בעיקר במוח.
גלוט 4	נשא מבוקר על ידי אינסולין בשרירי השלד ובשריר הלב.
תת-משפחה II
גלוט 5	נשא במערכת העיכול למעבר פרוקטוז
גלוט 7
גלוט 9
גלוט 11
תת-משפחה III
גלוט 6
גלוט 8
גלוט 10
גלוט 12
HMIT

השפעה של אינסולין על קליטת גלוקוז ומטבוליזם. אינסולין נקשר לקולטן לאינסולין (1) שמפעיל שרשרת של תגובות (2) שכוללות: קליטת גלוקוז (3), סינטוז גליקוגן (4), גליקוליזה (5) וסינטוז חומצות שומן (6).

סינתזה של גלוקוז חופשי

רוב התאים אינם מסוגלים לייצר גלוקוז חופשי עקב חוסר בביטוי של גלוקוז – 6 פוספטאזה ויכולים רק לצרוך גלוקוז ולבצע קטבוליזם.

רק תאי הכבד, ובתנאי צום מחמירים תאי מעי וכליות, מסוגלים לייצר גלוקוז עקב הפעלה של תהליך גלוקונאוגנזה וגליקוגנוליזה.

קישורים חיצוניים

• ארז גרטי, שימוש במפל ריכוזים לספיגת גלוקוז במעי, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 ביולי 2009