SGLT2 (NATRIO GLIUKOZĖS KOTRANSPORTERIS) - BIOLOGIJA - 2025

SGLT2 , yra baltymai, priklausančių Pernešėjų natrio / gliukozės SGLT šeimos. Todėl jie vykdo aktyvų gliukozės molekulės transportavimą prieš koncentracijos gradientą. Gali būti gabenamas, nes energija gaunama iš natrio kotransporto (symport).

SGLT2, kaip ir visose izoformose, priklausančiose SGLT šeimai, baltyme vyksta konformaciniai pokyčiai. Tai yra būtina norint perkelti cukrų į kitą membranos pusę. Tai įmanoma dėl natrio generuojamos srovės, be to, kad ji teikia transportavimui reikalingą energiją.

Gliukozės pernešėjas transportuoja gliukozę ir natrį pagal savo koncentracijos gradientą. NuFS, San Chosė valstijos universitetas, pakeistas iš „Wikimedia Commons“.

Šis transporteris, skirtingai nei SGLT1 (natrio ir gliukozės transportavimo baltymai), turi tik galimybę transportuoti gliukozę. Tačiau abiejų transporto kinetika yra gana panaši.

SGLT2 yra ekspresuojamas daugiausia inkstų nefrono proksimalinio susisukusio kanalėlio ląstelėse, o jo funkcija yra reabsorbuoti gliukozę, esančią glomerulų filtrate, kuris gamina šlapimą.

Gliukozės transportavimas ląstelių lygiu

Gliukozė yra pagrindinis cukrus, per kurį dauguma ląstelių gauna energijos įvairiems medžiagų apykaitos procesams vykdyti.

Kadangi tai yra didelis ir labai poliarus monosacharidas, jis pats savaime negali kirsti ląstelės membranos. Štai kodėl norint pereiti prie citozolio, reikalingi membranos komponentai, vadinami baltymais transporteriu.

Iki šiol ištirti ir apibūdinti gliukozės pernešėjai šio metabolito transportavimą vykdo įvairiais transportavimo mechanizmais.

Šie transporterio baltymai priklauso dviem šeimoms: GLUT (gliukozės pernešėjai) ir SGLT (natrio / gliukozės pernešėjų šeima). GLUTs padeda transportuoti gliukozę palengvinant difuziją, o SGLTs transportuoja monosacharidą aktyviu transportu.

SGLT2 struktūra

Remiantis pirminės baltymų struktūros analize, naudojant papildomas DNR bibliotekas (cDNR), abiejų šeimų pernešėjai turi panašią struktūrą.

Tai yra, 12 transmembraninių domenų GLUT atveju ir 14 transmembraninių domenų SGLT. Lygiai taip pat visi jie turi glikozilinimo tašką vienoje iš rankenų, nukreiptų į tarpląstelinę pusę.

SGLT2 yra vientisas baltymas, koduojamas SLC5A2 geno ir turi 672 aminorūgštis, kurių struktūra yra 14 α-spiralių. Kitaip tariant, antrinė struktūra yra gana panaši į kitų SGLT šeimos narių struktūrą.

Iš 14 α-spiralių, sudarančių trimatę transporterio struktūrą, penkios iš jų yra erdvėje išdėstytos jo centre, o vienas iš šoninių kiekvienos spiralės paviršių yra praturtintas hidrofobinėmis sritimis, išdėstytas link išorinės pusės, liečiantis su hidrofobinė membranos šerdis.

Priešingai, vidinis paviršius, kuriame gausu hidrofilinių liekanų, yra išdėstytas į vidų ir sudaro hidrofilines poras, pro kurias praeina substratai.

SGLT2 savybės

SGLT2 yra didelės talpos, mažo afiniteto nešiotojas, kurio ekspresija yra tik proksimaliniame inkstų kanalėlyje, sukeliančiame 90% gliukozės reabsorbciją.

Gliukozės transportavimas SGLT2 atliekamas simeporto mechanizmu, tai yra, natris ir gliukozė yra gabenami ta pačia kryptimi per membraną, esant koncentracijos gradientui. Elektrocheminio gradiento kaupiama energija naudojama gliukozės judėjimui prieš jos gradientą.

SGLT2 slopinimas yra susijęs su gliukozės lygio sumažėjimu ir svorio bei kalorijų praradimu dėl gliukozės pašalinimo iš šlapimo.

SGLT2 savybės

Šio transporterio funkcija yra gliukozės reabsorbcija, jis taip pat dalyvauja natrio ir vandens reabsorbcijoje inkstų lygyje.

Tačiau 2 ir 6 akvaporinų atradimas proksimaliniame kanalėlyje ir kanalėlių surinkimas rodo, kad reikėtų atlikti išsamų vandens mechanizmų ir tirpių pernašos procesų inkstų kanalėlių epitelyje tyrimą.

Be dalyvavimo absorbuojant gliukozę, GSLT2 dalyvauja ir aktyviame vandens absorbavime per inkstus. Autorius Henry Vandyke Carter (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) iš „Wikimedia Commons“.

Inkstų funkcija ir SGLT2

Inkstai filtruoja maždaug 180 litrų skysčio ir 160–180 gramų gliukozės. Ši filtruota gliukozė absorbuojama proksimalinio kanalėlio lygyje, o tai reiškia, kad šio cukraus šlapime nėra.

Tačiau šį procesą riboja inkstų slenkstis gliukozei. Buvo pasiūlyta, kad ši transportavimo riba leidžia išlaikyti reikiamą gliukozės papildą, kai turimos mažos angliavandenių koncentracijos.

Šis mechanizmas turi įtakos pacientams, sergantiems cukriniu diabetu, nes nefrone atsiranda funkcinių pakitimų. Esant šiai patologijai padidėjęs gliukozės koncentracija sukelia pernešėjų prisotinimą, sukeliant gliukozuriją, ypač ligos pradžioje.

Dėl to inkstuose vyksta modifikacijos ar adaptacijos, dėl kurių sutrinka jų veikla, tarp jų padidėja galimybė pernešti gliukozę.

Padidėjęs gliukozės pernešimo pajėgumas padidina reabsorbciją inkstų kanalėlių lygyje, o pastaroji yra susijusi su per dideliu SGLT2 pernešėjų skaičiaus ir aktyvumo padidėjimu.

Lygiagrečiai padidėja gliukozės reabsorbcija didėjant NaCl reabsorbcijai. Padidėjęs gliukozės reabsorbcija dėl to, kad nefronas veikia priverstiniu būdu, sukelia padidėjimą ir uždegiminę būseną, dėl kurios vystosi diabetinė nefropatija.

Nuorodos

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. Natrio ir gliukozės pernaša inkstuose: vaidmuo sergant cukriniu diabetu ir galima klinikinė reikšmė. Inkstų vid., 2009; 75: 1272-1277.
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M ir kt. Inkstų gliukozės reabsorbcijos, reaguojant į dapaglifloziną, apibūdinimas sveikiems ir 2 tipo diabetu sergantiems asmenims. Cukrinio diabeto priežiūra. 2013; 36 (10): 3169-3176.
3. „Hediger“ MA, „Rhoads DB“. SGLT2 tarpininkauja gliukozės reabsorbcijai inkstuose. „Physiol Rev. 1994“; 74: 993-1026.
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. Gliukozės pernešėjai žmogaus inkstų proksimalinėse kanalėlių ląstelėse, išskirtose iš šlapimo pacientams, sergantiems nuo insulino nepriklausomu diabetu. Diabetas. 2005; 54 (12): 3427-3434.
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR ir kt. Padidėjęs SGLT1 tarpinis transportas paaiškina inkstų gliukozės reabsorbciją genetinio ir farmakologinio SGLT2 slopinimo metu euglikemijos metu. Am J Physiol inkstų fiziolis. 2014; 306 (2): F188–193.
6. „Vallon V“, „Gerasimova M“, „Rose MA“, „Masuda T“, „Satriano J“, „Mayoux E“ ir kt. SGLT2 inhibitorius empagliflozinas sumažina inkstų augimą ir albuminuriją proporcingai hiperglikemijai ir apsaugo nuo glomerulų hiperfiltracijos diabetu sergančioms Akita pelėms. Am J Physiol inkstų fiziolis. 2014; 306 (2): F194-204.
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA. Na + / gliukozės kotransporterio geno SGLT2 lokalizacija žmogaus 16 chromosomoje arti centromero. Genomika. 1993; 17 (3): 787-789.
8. Wrightas, EM. Inkstų Na (+) - gliukozės pernešėjas. Am J Physiol inkstų fiziolis. 2001; 280: F10-18.
9. „Wright EM“, „Hirayama BA“, „Loo DF“. Aktyvus cukraus transportas sergant sveikata ir ligomis. J intern med. 2007; 261: 32-43.