GLUT1 é uma proteína transportadora de glicose que desempenha um papel fundamental no metabolismo celular. Ela pertence à família de transportadores de glicose e é responsável pelo transporte de glicose através da membrana plasmática das células. A estrutura de GLUT1 é composta por doze segmentos transmembranares que formam um canal de passagem para a glicose. Sua função principal é garantir a entrada de glicose nas células para ser utilizada como fonte de energia. Além disso, GLUT1 desempenha um papel importante na regulação dos níveis de glicose no sangue e no cérebro, onde é altamente expressa.
Qual é o papel desempenhado pelo GLUT1 no organismo humano?
O GLUT1 é uma proteína transportadora de glicose encontrada em diversas células do organismo humano. Sua principal função é facilitar a entrada de glicose nas células, permitindo que elas obtenham a energia necessária para suas atividades metabólicas.
Características
O GLUT1 pertence à família das GLUTs, que são proteínas responsáveis pelo transporte de glicose através das membranas celulares. Ele é altamente expresso em tecidos que requerem um suprimento constante de glicose, como o cérebro e os glóbulos vermelhos.
Estrutura
A estrutura do GLUT1 é composta por 12 segmentos transmembranares que formam um canal através do qual a glicose pode passar. Ele possui um sítio de ligação específico para a glicose, garantindo a sua seletividade no transporte desse substrato.
Funções
Além de facilitar a entrada de glicose nas células, o GLUT1 desempenha um papel importante na regulação dos níveis de glicose no organismo. Ele garante que as células recebam a quantidade adequada de glicose para suas necessidades energéticas, contribuindo para o bom funcionamento do metabolismo.
Sua regulação é crucial para a manutenção da homeostase da glicose e para o correto funcionamento de diversos tecidos e órgãos.
Qual a importância do GLUT na programação de aplicações gráficas em computação?
O GLUT (OpenGL Utility Toolkit) é uma biblioteca de software livre que fornece uma interface de programação para lidar com janelas, eventos de entrada e menus em aplicações gráficas baseadas em OpenGL. Ela é amplamente utilizada no desenvolvimento de jogos, simulações e visualizações 3D, facilitando a criação de aplicações gráficas multiplataforma.
As características do GLUT incluem a abstração de detalhes de baixo nível relacionados à criação e gerenciamento de janelas, permitindo que os desenvolvedores foquem na lógica da aplicação. Além disso, o GLUT oferece suporte a eventos de entrada do teclado e do mouse, tornando mais fácil a interação do usuário com a aplicação.
A estrutura do GLUT é composta por funções que ajudam na criação de janelas, definição de callbacks para lidar com eventos e gerenciamento de menus. Essas funções simplificam o processo de desenvolvimento de aplicações gráficas, tornando-o mais eficiente e produtivo.
Entre as funções mais importantes do GLUT estão a criação de janelas, o gerenciamento de eventos de entrada, o controle do ciclo de renderização e a definição de callbacks para funções específicas, como desenho e atualização da cena. Essas funções permitem aos desenvolvedores criar aplicações gráficas interativas e visualmente atraentes de forma mais fácil e rápida.
Sua interface amigável e suas funções poderosas tornam a criação de aplicações gráficas uma tarefa mais acessível e prazerosa para os programadores.
Qual é a importância do GLUT 2 no organismo humano?
O GLUT1 é uma proteína transportadora de glicose que desempenha um papel fundamental no organismo humano. Presente em diversas células, incluindo as células do cérebro e dos rins, o GLUT1 é responsável pelo transporte de glicose através da membrana celular.
Caracterizado por apresentar uma elevada afinidade pela glicose, o GLUT1 garante que as células recebam a quantidade necessária de glicose para suas funções metabólicas. Além disso, sua estrutura é altamente especializada para garantir a eficiência no transporte de glicose, sendo composta por 12 segmentos de membrana que formam um canal de passagem para a glicose.
As funções do GLUT1 são essenciais para a manutenção da homeostase do organismo, uma vez que a glicose é a principal fonte de energia para as células. Sem o GLUT1, as células não seriam capazes de obter glicose suficiente para suas necessidades metabólicas, o que poderia levar a problemas de saúde como a hipoglicemia.
Portanto, o GLUT1 desempenha um papel crucial na regulação dos níveis de glicose no organismo, garantindo o funcionamento adequado das células e dos tecidos. Sua importância é tão grande que qualquer disfunção nessa proteína pode resultar em sérias consequências para a saúde.
Tipos de GLUT: conheça as diferentes variações de transportadores de glicose.
Existem diferentes tipos de transportadores de glicose, conhecidos como GLUTs, que desempenham um papel fundamental na absorção e metabolismo da glicose no organismo. Cada tipo de GLUT possui características específicas que os tornam adequados para diferentes funções no corpo.
Um dos tipos de GLUT mais estudados é o GLUT1, que é encontrado em diversos tecidos do corpo humano. Este transportador de glicose possui uma alta afinidade pela glicose, o que significa que é capaz de captar essa substância mesmo em concentrações muito baixas.
A estrutura do GLUT1 é composta por 12 segmentos de membrana transmembrana, que formam um canal por onde a glicose pode passar. Além disso, o GLUT1 possui um sítio de ligação para a glicose em sua parte intracelular, que regula a entrada e saída da substância da célula.
As principais funções do GLUT1 incluem o transporte de glicose através da membrana celular, garantindo o suprimento de energia para as células. Este transportador também desempenha um papel importante na regulação dos níveis de glicose no sangue, mantendo a homeostase do organismo.
Seu papel é fundamental para a manutenção da saúde e do equilíbrio metabólico do corpo.
GLUT1: características, estrutura, funções
GLUT1 é uma proteína transmembranar responsável por facilitar o transporte passivo de glicose através da membrana plasmática, do espaço extracelular para a célula.
Além da glicose, foi demonstrado que ele também pode mobilizar outros açúcares de seis átomos de carbono, como galactose, glucosamina e manose. Por sua vez, permite a absorção e o transporte de vitamina C para as células que não conseguem produzi-lo.
Como todas as moléculas transportadas pelo GLUT1 estão envolvidas nas vias de geração de energia pela célula, a expressão desse transportador desempenha um papel metabólico muito importante.
De fato, mutações que alteram ou anulam a expressão de um GLUT1 funcional resultam na ocorrência de inúmeras doenças associadas ao lento desenvolvimento neurológico e ao limitado crescimento cerebral.
Transporte de glicose em células e transportadores GLUT1
A glicose é a fonte de carbono e energia preferida pela maioria das células que compõem a árvore da vida. Como não é pequeno e hidrofóbico o suficiente para atravessar as membranas celulares, seu transporte para o interior da célula requer a ajuda de proteínas transportadoras.
Foram propostos dois mecanismos de transporte mediados por transportadores específicos para esse açúcar. Um deles responde a um sistema de transporte passivo (difusão facilitada) e o segundo a um sistema de transporte ativo.
O primeiro não requer energia para ser realizado e é fornecido através de um gradiente de concentração, ou seja, de um local de alta concentração de glicose para um local em que a concentração é menor.
O transporte ativo da glicose é realizado por transportadores que obtêm a energia do co-transporte do íon sódio.
Em contraste, a difusão facilitada (passiva) da glicose é realizada por uma família de transportadores do tipo gate denominada GLUT ( Glucose Transporters) , uma família à qual o GLUT1 pertence. Estes ligam a glicose para fora da célula e a transportam para o citosol. Pelo menos cinco deles foram identificados e sua distribuição parece ser diferente em diferentes tecidos de mamíferos.
Recursos do GLUT1
GLUT1 é um transportador de glicose uniporte, isto é, capaz de transportar glicose em uma única direção, do exterior da célula para o citosol.
Pertence à superfamília de transportadores de difusão facilitada (MSF), amplamente distribuída em muitos organismos diferentes. Também participa do transporte transmembranar de um grande número de pequenas moléculas orgânicas.
Sua sequência peptídica de 492 aminoácidos é altamente conservada nos diferentes organismos onde foi identificada, o que não é difícil de acreditar, já que o uso de glicose para energia é o centro da árvore metabólica da vida.
Estrutura GLUT 1
GLUT1 é uma proteína de membrana multipasse integral composta por 492 resíduos de aminoácidos. Este tipo de proteínas integrais da membrana é caracterizado pelo cruzamento da bicamada lipídica várias vezes.
A estrutura química tridimensional das proteínas é geralmente determinada por cristalografia de raios X. Esta última é uma técnica amplamente utilizada por bioquímicos para reconstruir um modelo estrutural usando cristais puros da proteína a ser estudada.
Em proteínas altamente conservadas, como GLUT1, a determinação da estrutura proteica de um único organismo pode ser suficiente. É por esse motivo que os pesquisadores determinaram até agora a estrutura cristalina GLUT1 do mutante E3229.
Como em todos os outros membros da superfamília do facilitador principal (MSF), a estrutura GLUT1 é representada por 12 hélices transmembranares.
Além disso, no GLUT1 E3229, os terminais amino e carboxil do peptídeo são pseudo-simétricos e estão orientados para o citosol. A disposição dessas extremidades gera uma bolsa ou cavidade que é aberta dentro da célula e constitui o local de ligação da glicose.
Uma mudança na estrutura do GLUT1 determina o transporte de glicose para a célula
Como a glicose geralmente é transportada de fora para a célula, a descoberta de que o local de ligação desse açúcar está orientado para o citosol causa alguma confusão.
No entanto, essa confusão encontra uma solução nos resultados produzidos por investigações bioquímicas que sugerem que ocorre uma alteração no formato da proteína, permitindo que o local de ligação à glicose seja exposto primeiro em um lado da membrana e depois no outro.
Isso não significa que a proteína gire através da membrana, mas que a união do açúcar introduz a mudança para que, como porta, exponha a glicose no interior.
Funções GLUT 1
Como o GLUT1 é um transportador de expressão constitutivo, ou seja, é sempre expresso na maioria das células de mamíferos, as funções que realiza são vitais para essas células. De fato, é expresso em quase todos os tecidos do feto precisamente porque durante as fases de desenvolvimento é necessário um suprimento de energia alto para garantir o crescimento.
No entanto, sua expressão é diminuída após o nascimento em alguns tecidos, como o fígado, onde a expressão de outras isoformas, como GLUT4, agora é aumentada.
Para os eritrócitos, é de fundamental importância, uma vez que estes dependem exclusivamente da glicose para obter energia, pois não possuem mitocôndrias. No entanto, ainda é responsável pela absorção de glicose para prender a respiração em outros tipos de células.
Como o GLUT1 atinge uma alta concentração nas células do endotélio vascular de muitos órgãos e tecidos, uma de suas funções é transportar glicose do sangue.
O transporte de outras hexoses como manose, galactose e glucosamina pelo GLUT1, não põe em causa sua relação direta com o metabolismo energético, uma vez que a partir de todas essas hexoses pode ser gerado ATP.
Além disso, a captação e transporte de vitamina C para as células incapazes de sintetizá-la também tem sido uma das funções relatadas para esse receptor onipresente.
Referências
- Chen Ly, Phelix CF. Bloqueio extracelular do transporte de glicose através de GLUT 1. Biochem Biophys Res Commun. 2019; 511 (3): 573-578.
- Cunningham P, Naftalin RJ. complicações do transporte aberrante de glicose sensível à temperatura via mutante de deficiência de transportador de glicose (GLUT1DS) T295M para os modelos de transporte de acesso alternativo e de local fixo. J. Membr Biol. 2013; 246 (6): 495-511.
- Deng D, Xu C, Sun P, Wu J, Yan C, Hu M, Yan N. Estrutura cristalina do transportador de glicose humano GLUT1. Natureza 2014; 510 (7503): 121-125.
- Deng D, Yan N. Cristalização e determinação estrutural dos transportadores de glicose humana GLUT1 e GLUT3. Métodos Mol Biol. 2018; 1713: 15-29.
- Fu X, Zhang G, Liu R, Wei J, Zhang-Negrerie D, Jian X, Gao Q. Estudo Mecânico do Transporte de Glicose Humana Mediado por GLUT1. J Chem Inf Model. 2016; 56 (3): 517-526.
- Mueckler M, Makepeace C. Análise do segmento transmembranar 8 do transportador de glicose GLUT1 por mutagênese de varredura de cisteína e acessibilidade de cisteína substituída. J. Biol Chem. 2004; 279 (11): 10494-10499.
- Philip L. Capítulo 13 – Transporte de membrana. As membranas das células (terceira edição). 2016, pp. 335-378.
- Simmons R. Transporte de glicose celular e manuseio de glicose durante o desenvolvimento fetal e neonatal. Fisiologia Fetal e Neonatal (Quinta Edição). 2017; 1 pp 428-435.