GLUT-1

GLUT-1
	GLUT-1
	Bändermodell vom menschlichen Glucosetransporter GLUT-1 mit β-Nonylglucosid als Ligand, nach PDB 4PYP
	GLUT-1
	Vorhandene Strukturdaten: 5EQI
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	492 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Homotetramer; multipass (12 TMS) Membranprotein
Bezeichner
Gen-Namen	SLC2A1, GLUT1
Externe IDs	OMIM: 138140; UniProt P11166;
Transporter-Klassifikation
TCDB	2.A.1.1.28
Bezeichnung	Major-Facilitator-Superfamilie / Glucosetransporter
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Übergeordnetes Taxon	Säugetiere<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />InterPro: IPR002439 Glucose transporter, type 1 (GLUT1) (Memento vom 25. Mai 2008 im Internet Archive)</ref>
	Orthologe

GLUT-1, auch Erythrozyten/Hirn-Hexose-Facilitator (Gen: SLC2A1), ist ein Transportprotein in der Zellmembran der β-Zellen des Pankreas, Zellen der Blut-Hirn-Schranke von Säugetieren und vieler anderer Gewebetypen, welches den Transport von Glucose, aber auch anderer Pentosen und Hexosen, sowie Vitamin C über die Zellmembran ermöglicht.<ref>Löffler, Petrides: Biochemie und Pathobiochemie. Hrsg.: Lutz Graeve. 9. Auflage. Springer, 2014, ISBN 978-3-642-17972-3, S. 199–200. </ref>

Mutationen im SLC2A1-Gen können das GLUT1-Defizit-Syndrom hervorrufen.<ref>UniProt P11166</ref><ref>Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Funktion

GLUT-1 kommt in den meisten Gewebetypen vor, es ermöglicht die Glucoseversorgung unabhängig von Insulin.

Im zentralen Nervensystem ist es unentbehrlich für die Glucoseaufnahme, ebenso transportiert es Glucose über die Membran von β-Zellen des humanen Pankreas.<ref>Löffler/Petrides "Biochemie und Pathobiochemie" 9. Auflage, S. 445</ref><ref>K. T. Coppieters, A. Wiberg, N. Amirian, T. W. Kay, M. G. von Herrath: Persistent glucose transporter expression on pancreatic beta cells from longstanding type 1 diabetic individuals. In: Diabetes/metabolism research and reviews. Band 27, Nummer 8, November 2011, S. 746–754, doi:10.1002/dmrr.1246, PMID 22069254.</ref>

Die Transportgleichung lautet:<ref>TCDB: 2.A.1</ref>

Solut_außen ⇔ Solut_innen

Es handelt sich also um einen Uniport. Bevorzugte Solute sind D-Glucose, Dehydroascorbinsäure, Quercetin. Über einen parallelen Kanal kann gleichzeitig Wasser diffundieren. Für den Glucosetransport wurde ein rutschender Prozess über mehrere Bindungsstellen hinweg vorgeschlagen. Das Umschalten auf Dehydroascorbat-Transport in Erythrozyten erfolgt mittels des Membranproteins Stomatin und dieser Prozess kommt nur in denjenigen Säugetieren vor, die nicht selbst Ascorbinsäure bilden können.<ref>Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref><ref>Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Medizinische Bedeutung

In Tiermodellen von Diabetes mellitus ist die Expression von GLUT1 in Herzmuskelgewebe und in Gefäßen der Netzhaut (Retina) vermindert. Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 weisen in Skelettmuskelzellen eine verminderte Expression von GLUT1 und eine verminderte Glucoseaufnahme auf. Im Gegensatz dazu findet man bei Diabetikern in der Mesangiumzelle des Nierenkörperchens eine erhöhte Expression von GLUT1. Dies bewirkt in der Niere eine vermehrte Glucoseaufnahme und eine überschießende Aktivierung glucoseabhängiger Stoffwechselwege. Dies führt letztendlich zu einer erhöhten Bildung von TGF-β. Diese Hochregulation von TGF-β fördert die überschießende Produktion extrazellulärer Matrix, welche als eine mögliche Ursache der diabetischen Nierenschädigung angesehen wird. Zudem fördert TGF-β wiederum die Expression von GLUT1 und unterhält so den Pathomechanismus.

Ein erhöhter Druck in den Kapillaren des Nierenkörperchens oder ein Anstieg von Angiotensin II fördert ebenfalls die Expression von GLUT1 in der Niere. Möglicherweise ist dieser Mechanismus eine Ursache der durch Bluthochdruck oder Fettsucht verursachten Nierenschädigung (Nephrosklerose).<ref>Luigi Gnudi et al.: Mechanical Forces in Diabetic Kidney Disease: A Trigger for Impaired Glucose Metabolism. In: J Am Soc Nephrol. Nr. 18, 2007, S. 2226–2232 (Abstract). </ref>

Ein angeborener Defekt des SLC2A1-Gens kann zu GLUT1-Mangel führen (GLUT1-Defizit-Syndrom). Es führt aufgrund einer mangelnden Versorgung des Gehirns mit Glucose als einzigem Brennstoff zu einer deutlichen Verzögerung der körperlichen und geistigen Entwicklung, einer Epilepsie und einem im Wachstum zurückbleibendem Kopfumfang (erworbener Mikrozephalus), in etwa der Hälfte der betroffenen Kinder auch zu einer Gleichgewichtsstörung (Ataxie) und einer verminderten Muskelkraft (muskuläre Hypotonie).<ref>Kepler et al.: Angeborene Störungen des Glucosetransports. In: Monatsschrift Kinderheilkunde 2000 148:2–11</ref>

Regulation

Bei der Regulation der Glucoseaufnahme sowie der Expression von GLUT-1 ist offensichtlich GSK-3 involviert, via Modulation durch TSC2 und mTOR.<ref>Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Weblinks

Eintrag zu Klassisches Glukosetransporter-Typ-1-Mangel-Syndrom. In: Orphanet (Datenbank für seltene Krankheiten)Vorlage:Abrufdatum
Reactome: Transport of Extracellular Glucose to the Cytosol by GLUT1 and GLUT2

Einzelnachweise