GLUT 2: características, estructura, funciones
GLUT2 es un transportador de glucosa de baja afinidad que es expresado en las membranas de células pancreáticas, hepáticas, renales e intestinales así como también en astrocitos y tanicitos. Además de mediar el transporte de glucosa, también se encuentra involucrado en el trasporte de fructosa, galactosa y glucosamina; por lo que más que un transportador de glucosa es un transportador de hexosas.
El hecho de presentar una baja afinidad para la glucosa le permite actuar como una proteína sensora de los niveles de glucosa en la sangre. Por tanto, participa en el control regulatorio de muchos eventos fisiológicos que responden a fluctuaciones de la concentración de glucosa en la sangre.
Entre los numerosos procesos que regula destacan: 1) la liberación de insulina por las células pancreáticas estimulada por altas concentraciones de glucosa; 2) la secreción de glucagón por los hepatocitos para la producción de glucosa en casos de hipoglicemia.
Índice del artículo
- 1 Transporte facilitado de glucosa al interior celular
- 2 Características de GLUT2
- 3 Estructura de GLUT2
- 4 Funciones de GLUT2
- 5 Referencias
Aproximadamente el 75% de glucosa que ingresa a la célula para alimentar las vías metabólicas de producción de energía, lo hace a través de un mecanismo de transporte pasivo facilitado por proteínas integrales de membrana denominadas transportadores.
Este mecanismo de transporte es ampliamente conocido como difusión facilitada. No requiere de un aporte de energía para ser llevado a cabo y se da a favor de un gradiente de concentración. Es decir, desde una zona de alta concentración a una de baja concentración.
Al menos 14 isoformas de transportadores de difusión facilitada de glucosa, incluyendo GLUT2, han sido identificados hasta la fecha. Todos ellos pertenecientes a la superfamilia principal de facilitadores (MSF) y, por consenso, denominados GLUTs (por las siglas en ingles de “Glucose Transporters”).
Los distintos GLUTs que han sido caracterizados hasta la fecha se encuentran codificados por genes SLC2A y exhiben marcadas diferencias en la secuencia de aminoácidos, la preferencia por los sustratos que transportan y en la distribución celular y tisular.
GLUT2 moviliza la glucosa a través de un mecanismo de transporte en una sola dirección (uniporte). Esta función la hace también GLUT1, el transportador de glucosa más abundante en prácticamente todas las células de mamíferos.
Sin embargo, a diferencia de este, tiene una afinidad extremadamente baja por la glucosa, lo que quiere decir que solo es capaz de transportarla cuando las concentraciones de este azúcar suelen alcanzar valores muy altos en el medio extracelular.
A pesar de tener baja afinidad por la glucosa, presenta alta capacidad de transporte, lo que implica que puede transportar grandes cantidades de esta hexosa a gran velocidad. Estas dos características parecen estar relacionadas con el papel que tiene este transportador de responder a cambios sutiles en la concentración de glucosa.
Estudios de caracterización molecular de este transportador han demostrado que este no presenta especificidad única por la glucosa. Por el contrario, es capaz de mediar el transporte pasivo de fructosa, galactosa, manosa y glucosamina. Presentando baja afinidad por las tres primeras y alta afinidad para glucosamina.
Dado que todas estas moléculas son azúcares de seis átomos de carbono, puede ser considerado como un transportador de hexosas más que un transportador de glucosa.
GLUT2 presenta una secuencia peptídica 55% idéntica a la del transportador de alta afinidad para la glucosa GLUT1.
Sin embargo, a pesar de este bajo porcentaje de similitud entre las secuencias de ambos transportadores, estudios realizados por cristalografía de rayos X han demostrado que presentan una estructura similar.
Dicha estructura se corresponde con la de una proteína transmembranal multipaso en α-hélice. Es decir, que atraviesa la membrana múltiples veces a través de segmentos transmembranales que presentan configuración α-hélice.
Al igual que en todos los integrantes de la super familia principal de facilitadores (MSF), a la cual pertenece, 12 segmentos helicoidales atraviesan la membrana. Seis de estos se reordenan espacialmente para formar un poro hidrofílico a través del cual son movilizados los azúcares.
Cabe destacar que el sitio de unión a la hexosa queda definido por la orientación y pseudopsimetría que presentan los extremos carboxilo y amino terminal de la proteína. Ambos expuestos hacia el mismo lado de la membrana generan una cavidad en la que la disposición de los seis átomos del azúcar son reconocidos facilitando su unión.
Un cambio en la estructura del transportador se relaciona con el mecanismo utilizado por este para transportar los azucares de uno a otro lado de la membrana. Esta deformación estructural permite movilizar el sitio de unión hacia el lado citoplasmático, donde rápidamente ocurre la liberación de la molécula que ha sido transportada.
Además de mediar el secuestro de glucosa, manosa, galactosa y glucosamina al interior de la célula, numerosas funciones fisiológicas han sido atribuidas a la expresión de este transportador en diversos tipos celulares.
Muchas de estas funciones han sido determinadas empleando técnicas de supresión génica. Estas últimas consisten en impedir la expresión del gen cuya función se desea estudiar en las células de un tejido específico o de un organismo completo.
En este sentido, el bloqueo de la expresión de GLUT2 en ratones ha revelado que esta proteína constituye el principal medio de transporte de glucosa tanto en células renales como hepáticas. Además de que el transporte de galactosa y fructosa no se encuentra relacionado con la generación de glucosa a partir de estos azúcares vía gluconeogénesis.
Adicionalmente se ha demostrado que ejerce un papel regulador de diversas funciones fisiológicas, dado que su baja afinidad por la glucosa le permite detectar cuando las concentraciones de este azúcar se encuentran elevadas.
Puesto que cumple una función crítica en la generación de energía por todas las células en especial para las células nerviosas, su concentración en sangre debe ser mantenida cercana a un valor de 5mmol/l. Variaciones en esta concentración están siendo siempre monitoreadas por proteínas reguladoras a través de mecanismos de “detección de glucosa”.
Estos mecanismos consisten en estrategias moleculares que permiten responder rápidamente a variaciones bruscas en la concentración de glucosa. En este sentido, la expresión de GLUT2 en la membrana de células cuyas funciones se activan por hiperglucemia le confiere un papel regulador.
De hecho, se ha demostrado que la secreción de insulina por las células pancreáticas es disparada por la detección de glucosa por GLUT2.
Adicionalmente, media el control nervioso autónomo de la alimentación, la termorregulación y el funcionamiento de las células pancreáticas estimuladas por la detección de glucosa.
Cuando los niveles de GLUT2 disminuyen en células nerviosas generan una señal positiva para desencadenar la secreción de glucagón. Recordando que el glucagón es una hormona que promueve la producción de glucosa por el hígado a partir de reservas de glucógeno.
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