SGLT2 (NATRIUMGLUKOOSIN KULJETTAJA) - BIOLOGIA - 2025

SGLT2, ovat proteiineja, jotka kuuluvat perheeseen kuljettajien natrium- / glukoosi SGLT. Siksi ne suorittavat glukoosimolekyylin aktiivisen kuljetuksen pitoisuusgradienttia vasten. Kuljetus on mahdollista, koska energiaa saadaan natriumin välityksestä (symport).

Kuten kaikissa SGLT-perheeseen kuuluvissa isomuodoissa, SGLT2: ssa, proteiinissa indusoidaan konformaatiovaihtelu. Tämä on välttämätöntä sokerin siirtämiseksi kalvon toiselle puolelle. Tämä on mahdollista natriumin tuottaman virran ansiosta, sen lisäksi, että se tarjoaa tarvittavaa energiaa kuljetukseen.

Glukoosinkuljettaja suorittaa glukoosin ja natriumin kuljetuksen sen pitoisuusgradienttia vasten. NuFS, San Jose State University, muokattu Wikimedia Commonsista.

Tällä kuljettimella, toisin kuin SGLT1: llä (natrium-glukoosin kuljetusproteiinit), on kyky kuljettaa vain glukoosia. Kuljetuskinetiikka on kuitenkin melko samanlainen molemmissa.

SGLT2 ekspressoituu pääasiassa munuaisnefronin proksimaalisen muotoisen putken soluissa ja sen tehtävänä on absorboida uudelleen glukoosia, joka löytyy virtsaa tuottavasta glomerulaarisuodoksesta.

Glukoosikuljetus solutasolla

Glukoosi on tärkein sokeri, jonka kautta useimmat solut saavat energiaa suorittaakseen erilaisia ​​metabolisia prosesseja.

Koska se on suuri ja erittäin polaarinen monosakkaridi, se ei sinällään voi ylittää solukalvoa. Siksi siirtyäkseen sytosoliin se tarvitsee membraanikomponentteja, joita kutsutaan kuljetusproteiineiksi.

Tähän päivään mennessä tutkitut ja karakterisoidut glukoosin kuljettajat suorittavat tämän metaboliitin kuljettamisen erilaisilla kuljetusmekanismeilla.

Mainitut kuljettajaproteiinit kuuluvat kahteen perheeseen: GLUT: t (glukoosin kuljettajat) ja SGLT: t (natrium / glukoosin kuljetinperhe). GLUT: t osallistuvat glukoosin kuljettamiseen helpotetulla diffuusion avulla, kun taas SGLT: t suorittavat monosakkaridikuljetuksen aktiivisella kuljetuksella.

SGLT2: n rakenne

Proteiinien primaarirakenteen analyysin mukaan komplementaaristen DNA-kirjastojen (cDNA) avulla kummankin perheen kuljettajilla on samanlainen rakenne.

Toisin sanoen 12 läpäisevää domeenia GLUT: ien tapauksessa ja 14 läpäisevää domeenia SGLT: ssä. Samoin heillä kaikilla on glykosyloitumispiste yhdestä kahvasta, joka on suunnattu solunulkoiselle puolelle.

SGLT2 on kiinteä proteiini, jota SLC5A2-geeni koodaa, ja siinä on 672 aminohappoa, joiden rakenne on 14 a-heelyyliä. Toisin sanoen toissijainen rakenne on melko samanlainen kuin muiden SGLT-perheen jäsenten.

Niistä 14 α-heliksiä, jotka muodostavat kuljettajan kolmiulotteisen rakenteen, viisi niistä on sijoitettu tilallisesti sen keskelle siten, että kunkin kierukan yksi sivupinta on rikastettu hydrofobisissa domeeneissa, ja se on järjestetty kohti ulkoista sivua kosketuksessa kalvon hydrofobinen ydin.

Sitä vastoin sisäpinta, jossa on runsaasti hydrofiilisiä jäännöksiä, on sijoitettu sisäänpäin muodostaen hydrofiilisen huokosen, jonka läpi substraatit kulkevat.

SGLT2-ominaisuudet

SGLT2 on suuren kapasiteetin, matalan affiniteetin kuljettaja, jonka ilmentyminen on rajoitettu munuaisen proksimaaliseen muotoon muotoutuvaan tubulaan ja joka vastaa 90%: n glukoosin imeytymisestä.

SGLT2: n suorittama glukoosin kuljetus suoritetaan symportimekanismilla, ts. Natrium ja glukoosi kuljetetaan samaan suuntaan kalvon läpi pitoisuusgradienttia vasten. Sähkökemiallisen gradientin varastoimaa energiaa käytetään suorittamaan glukoosin liike sen gradienttia vasten.

SGLT2: n estäminen liittyy glukoositasojen laskuun sekä painon ja kalorien menetykseen, joka johtuu glukoosin poistumisesta virtsaan.

SGLT2-ominaisuudet

Tämän kuljettajan tehtävänä on sokerin imeytyminen uudelleen, se osallistuu myös natriumin ja veden imeytymiseen munuaisten tasolla.

Akvaporiinien 2 ja 6 löytö proksimaalisessa putkessa ja keräysputkissa osoittaa kuitenkin, että on tehtävä kattava tutkimus veden mekanismeista ja liuenneista kuljetusprosesseista munuaisen putkimaisessa epiteelissä.

Sen lisäksi, että GSLT2 osallistuu glukoosin imeytymiseen, se osallistuu myös veren aktiiviseen imeytymiseen munuaisissa. Kirjoittanut Henry Vandyke Carter (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), Wikimedia Commonsista.

Munuaisten toiminta ja SGLT2

Munuainen suodattaa noin 180 litraa nestettä ja 160 - 180 grammaa glukoosia. Tämä suodatettu glukoosi imeytyy uudelleen proksimaalisen tubuluksen tasolle, mikä tarkoittaa, että tätä sokeria puuttuu virtsasta.

Tätä prosessia rajoittaa kuitenkin munuaiskynnys glukoosilla. On ehdotettu, että tämä kuljetusraja mahdollistaa tarvittavan glukoosilisäaineen ylläpidon, kun käytettävissä olevat hiilihydraattipitoisuudet ovat alhaiset.

Tämä mekanismi vaikuttaa diabeetikoilla, koska munuaisfunktiossa tapahtuu toiminnallisia muutoksia. Tässä patologiassa glukoosipitoisuuksien nousu aiheuttaa kuljettajien kylläisyyden, aiheuttaen glukosuria, etenkin sairauden alussa.

Seurauksena munuaisissa tehdään muutoksia tai mukautuksia, jotka johtavat toimintahäiriöihin, muun muassa lisääntynyt kyky kuljettaa glukoosia.

Glukoosikuljetuskapasiteetin lisääntyminen lisää imeytymisen lisääntymistä munuaisputkien tasolla, ja jälkimmäinen liittyy siihen, että SGLT2-kuljettajien lukumäärä ja aktiivisuus ovat yliekspressoituneet.

Samanaikaisesti glukoosin imeytymisen lisääntyminen tapahtuu NaCl-imeytymisen lisääntyessä. Glukoosin imeytymisen lisääntyminen, johtuen tosiasiasta, että nephron toimii pakotetulla tavalla, aiheuttaa koon kasvun ja tulehduksellisen tilan, joka johtaa diabeettisen nefropatian kehittymiseen.

Viitteet

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Munuaisten natrium-glukoosikuljetus: rooli diabeteksen hoidossa ja mahdolliset kliiniset vaikutukset. Kidney Int. 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M, et ai. Munuaisten glukoosin imeytymisen vaste dapagliflotsiinille terveillä koehenkilöillä ja tyypin 2 diabeetikoilla. Diabeteshoito. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 välittää glukoosin imeytymistä munuaiseen. Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Glukoosin kuljettimet ihmisen munuaisten proksimaalisissa tubulaarisoluissa, jotka on eristetty insuliinista riippumattoman diabeteksen potilaiden virtsasta. Diabetes. 2005; 54 (12): 3427 - 3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR, et ai. Kasvu SGLT1-välitteisessä kuljetuksessa selittää munuaisten glukoosin imeytymisen geneettisen ja farmakologisen SGLT2-estämisen aikana euglykemiassa. Am J Physiol Munuaisten Physiol. 2014; 306 (2): F188 - 193.
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E, et ai. SGLT2-estäjä empagliflotsiini vähentää munuaisten kasvua ja albuminuriaa suhteessa hyperglykemiaan ja estää glomerulaarisen hyperfiltraation diabeettisilla Akita-hiirillä. Am J Physiol Munuaisten Physiol. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Na + / glukoosin kotransportterigeenin SGLT2 lokalisointi ihmisen kromosomiin 16 lähellä sentromeeria. Genomiikka. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wright, EM. Munuaisten Na (+) - glukoosin kuljettaja. Am J Physiol Munuaisten Physiol. 2001; 280: F10-18.
9. Wright EM, Hirayama BA, Loo DF. Aktiivisen sokerin kuljetus terveydessä ja sairauksissa. J Intern Med., 2007; 261: 32-43.