Wat is GLUT4?

GLUT4 is een glucose transport eiwit gevonden in vet-en dwarsgestreepte spiercellen. Bij een persoon met een normale stofwisseling, is insuline afgescheiden door de pancreas na het eten. Insuline signalen vet-en spiercellen om glucose opnemen uit het bloed door binding aan de insuline-receptor op het oppervlak van vet-en spiercellen.

Wanneer een insuline-receptor wordt geactiveerd, veroorzaakt het de GLUT4 eiwit te schakelen van aangehouden binnen cellen. GLUT4 kan ook worden aangeworven om het celoppervlak door spiercontractie. Bij gebrek aan insuline of spiercontractie is GLUT4 opgeslagen in blaasjes in de cel.

Wanneer GLUT4 is op het celoppervlak, glucose wordt getransporteerd in de cel van de concentratie gradiënt. Dit proces wordt vergemakkelijkt diffusie. Een fosfaat groep wordt dan direct toegevoegd aan de glucose door het enzym hexokinase in een proces genaamd fosforylatie, het creëren van glucose-6-fosfaat, dat niet kan verspreiden buiten de cel. Glucose-6-fosfaat kan worden gebruikt als energiebron wanneer het wordt gemetaboliseerd via glycolyse en de Krebs cyclus.

Gebreken in GLUT4 activiteit zijn betrokken bij sommige vormen van insuline resistentie of pre-diabetes type 2. Insuline resistentie is een aandoening waarbij de alvleesklier scheidt insuline, maar vet-en spiercellen reageren niet op door toegang tot glucose. De alvleesklier afscheidende compenseert door extra insuline te helpen cellen nemen glucose en insuline-resistente patiënten hebben vaak een hoog niveau van glucose en een hoge bloeddruk insuline concentraties. De alvleesklier uiteindelijk niet bij te houden met de behoefte van het lichaam voor insuline, en type 2 diabetes kan leiden. De rol van GLUT4 in de insuline resistentie is een actief gebied van onderzoek naar diabetes.

Insuline triggers GLUT4 het vervoer naar het celoppervlak door middel van een ingewikkeld signaal transductie mechanisme waarbij de fosforylatie en defosforylering van eiwitten en lipiden. Na insuline bindend, de insuline-receptor fosforyleert een eiwit genaamd Insuline Receptor Substrate 1 (IRS-1). IRS-1 werkt door middel van lipiden en andere eiwitten te verplaatsen GLUT4 aan het celoppervlak. Wanneer het bloed insuline dalen, moet GLUT4 worden verwijderd uit het celoppervlak om langzaam glucose-opname in de cel. Dit proces is minder goed bestudeerd dan GLUT4 rekrutering van het celoppervlak.

GLUT4 is een lid van een familie van eiwitten glucose vervoer. Glucose transporters zijn integrale membraaneiwitten met daarin 12 membraan-spanning helix domeinen. GLUT4 is het enige lid van de familie die wordt gereguleerd door insuline. Terwijl GLUT4 specifiek is voor spier-en vetweefsel, andere leden van de glucose transporter familie zijn specifiek voor andere weefsels. Bijvoorbeeld, GLUT-3, een hoge affiniteit glucose transporter, is de primaire glucose transporter in neuronen.