20190515-Transportadores de Glicose no Século 21

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LZT5820  ‐ Disciplina: Bioquímica e Metabolismo Animal

Transportadores de Glicose  no Século 21

Aluna: Thais Ap. Cardoso Vaz Maio ‐ 2019

Transportadores de Glicose no Século 21 Glicose como substrato e um regulador das rotas metabólicas  é uma das molécula biológicas mais abundantes na terra;  substrato catabólico e anabólico para a grande maioria dos organismos;  é uma molécula de sinalização para controle e homeostase da energia, podendo regular: -a transcrição de genes; -atividade de enzimas; -secreção de hormônios; -a atividade de neurônios gluco-reguladores.

Transportadores de Glicose  Em 1948, Le Fevre relatou a necessidade de um componente específico = transferência de glicose;

Em 1950, Widdas, propôs um mecanismo móvel = para explicar a cinética relacionada ao transporte de glicose; Em 1970, foi demonstrado a necessidade de ter uma proteína mediadora (membrana plasmática dos eritrócitos);

Em 1985, ocorreu a identificação de 13 membros relacionados a família de proteínas, passou ser identificados como GLUT. GLUT = Super Família de Facilitadores (MFS*), dos transportadores de membrana. *Major Facilitator Superfamily (MFS)

O que são os GLUTS?  São proteínas (cerca de 500 aminoácidos), apresentam alfa hélice

com um único oligossacarídeo. Função: catalisar a transferência (bidirecional facilitada) dos seus substratos através das membranas.

Neste artigo: as principais características de 14 Glut, membros da família, e comentários sobre a situação atual do transportador de glicose.

GLUT 1   É uma das proteínas mais estudadas nas últimas décadas;  Pouca informação sobre sua estrutura e como é realizado o transporte de açúcares através das membranas lipídicas;  Função: catalisar a reação de fornecimento de glicose as células do sistema nervoso.  Importância: -uma estratégia para combater o efeito de acidentes vasculares cerebrais (AVC); -é regulado durante a oncogênese em diferentes tecidos.

Fonte: Livro ‐ PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA DE LEHNINGER , página 406

GLUT 2  Funções: manter equilíbrio do nível glicêmico nas células: - β-pancreáticas ( concentração glicose X secreção insulina); -nas membranas de células epiteliais intestinais e renais; -hepatócitos (expressão de genes glicolíticos e lipogênicos).

 O Glut2 tem um Km de 17mM, excepcionalmente alto para glicose.

Fonte: Livro ‐ PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA DE LEHNINGER 

Fonte: Livro ‐ PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA DE LEHNINGER

GLUT 3  Principal transportador de glicose no sistema nervoso;  Apresenta elevado turnover das isoformas de GLUT = eficiência na captação de glicose;  Controla a captação de glicose necessária para a motilidade/maturação os espermatozoides (em camundongos);  Esta presente no desenvolvimento embrionário (em camundongos – bloqueio causa apoptose);  Apresenta expressão em linfócitos; monócitos; macrófagos e plaquetas*.  O Glut3 tem uma alta afinidade por glicose ( Km de 1,5mM).

GLUT 4  Nas últimas décadas recebeu muita atenção, dentre as proteínas transportadoras;  Importância: homeostase da glicose no corpo;  Mecanismo de regulação pela insulina (Obesidade e Diabetes Mellitus tipo 2);  Regulação entrada de glicose no músculo= necessários investigações. Necessidade de decifrar mecanismo do GLUT4 na resistência a insulina.

GLUT 5  Especificidade para frutose;  Expressão células epiteliais do intestino = rota para absorção da frutose;  Em humanos sua importância fisiológica ainda não é clara: Km 10mM: GLUT5 para frutose.  Correlação: aumento consumo de frutose x aumento da obesidade (?);  Necessidade de investigar ação do Glut5 nos tecidos extra intestinais.

GLUT 9      

Início: transportador de glicose e/ou frutose;

Estudos genéticos – elevados níveis de ácido úrico no plasma; Transportador de urato;

Esta presente no fígado, rim e intestino;

Sua mutação: hipouricemia; Importante regulador dos níveis de ácido úrico = permite o acesso do urato à enzima degradadora, uricase, no fígado e no rim (em camundongos).

GLUT 6‐8 e GLUT 10‐14 GLUT6: atividade de transporte de glicose (?);

GLUT11: apresentam diferentes formas, expressos em diferentes tecidos;

GLUT7: similaridade com o GLUT5. Absorção de composto de carbono de baixo pelo molecular;

GLUT12: regulação homeostase da glicose;

GLUT8: proliferação neural e atividade cardíaca;

GLUT13 (chamado de HMIT): expressão no cérebro. Simportador acoplado a prótons. Função pode estar associada ao transtorno bipolar e transtornos do humor;

GLUT10: mutação causa síndrome da tortuosidade arterial;

GLUT14: expressão nos testículos (similaridade com GLUT 3);

• Insulin-Dependent

• Intestinal epithelial cells

• Insulin-Independent • Fructose transporter

Algumas questões importantes e direções futuras

GLUTs

 Por que existem tantas isoformas de transportadores de glicose?  Estudos com os Gluts 1–5 mostraram que cada um tem um papel específico no controle da homeostase do açúcar;  Glut4 é regulado de maneira idêntica em gordura branca, gordura marrom e músculo esquelético?  Glut2 e Glut4: funções que podem desempenhar nos neurônios sensíveis à glicose e na regulação da saciedade e da homeostase da glicose no corpo inteiro?  O consumo de alta frutose dietética, é realmente prejudicial ao metabolismo humano?

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