葡萄糖转运体家族分子生物学研究进展.docVIP

 ●综 述● 葡萄糖转运体家族分子生物学研究进展 祁建生, 廖承济 (福建省中医药研究院, 福建 福州 350003) 主题词: @ 葡萄糖转运体家族; 葡萄糖转运酶类; 单糖转运; 蛋白质类; 葡萄糖?代 谢; 分子生物学; 综述 中图分类号: R 34 文献标识码: A 文章编号: 100425627 (2000) 0220039205 众所周知, 葡萄糖作为细胞内各种组成成份的 底物是一种最重要的能量来源1 , 大多数哺乳动物 组织细胞摄入葡萄糖系顺葡萄糖浓度梯度而不消耗 细胞内的能量, 负责这一过程的分子是与膜结合的 糖 蛋 白 家 族—— 葡 萄 糖 转 运 体 家 族 ( G luco se T ran spo te r s, GL U T s)。 近年有关 GL U T s 的分子结 构、生物学活性、临床意义等方面有大量研究报道, 本文仅就 GL U T s 在分子生物学方面的某些研究进 展做一简介。 GL U T 5 主 要 见 于 肠 上 皮 细 胞 刷 状 缘, 用 N o r th e rn 和免疫斑点分析显示, 这种转运蛋白也存 在于脑、脂肪和平滑肌组织, 但含量很低。 GL U T 6: 对各组织来源的 GL U T 6 cDN A 的序列 分析表明, GL U T 6 见于机体所有组织。 GL U T 7 仅见于肝细胞内网状体膜, B u rch e ll 和 她的同事在肝细胞网状体膜发现并确定了 GL U T 7 蛋白并使之成为 GL U T s 家族中独一无二的最后 1 个成员。 1 GLU Ts 种类和组织分布 GL U T s 广泛分布在哺乳动物的绝大多数组织 2 GLU Ts 结构特征 所有 GL U T 蛋白都具有相似的结构特征, 在细 胞膜上一致的定 位 走 向 以 及 位 于 细 胞 膜 内 侧 面 的 N 2末端和 C 2末端装置。 蛋白质氨基酸成分 39%～ 65% 相同, 50%～ 76% 相似; 所有 7 种 GL U T 都具有 12 个柱状螺旋体 (h e lice) 并排相间排列; 在 h e lice 1 和 2 之 间 及 h e lice 6 和 7 之 间 各 有 一 个 大 的 弧 形 ( loop ) 结构; h e lice 6 和 7 之间的大 loop 把 GL U T 蛋 白结构分为两半, 即 N 2末端和 C 2末端部分。 在细胞 内侧面其它 h e lice 部分之间的 loop 都较短, 其长度 约 8 个氨基酸残基, 这些短 loop 设置可能在该结构 区 域 起 固 定 作 用; GL U T 在 细 胞 膜 外 侧 面 的 loop s 之间的长度和氨基酸序列有很大差异, 但普遍长于 内侧面的 loop s; 在 h e lice 1 和 2 之 间, h e lice 7 和 8 之间的 保 护 性 修 饰 物 (m o t if s) 均 包 含 有 GR R ( K ) ; 细胞, 并具有明显的组织特异性, 目前已知 GL U T s 有 7 种2 。 GL U T 1 主要见于红细胞膜, 人类红细胞膜中的 GL U T 1 占红细胞膜蛋白的 3%～ 5% , 故 GL U T 1 又 被称为红细胞型转运体。 用 cDN A 和抗体探针研究 显 示 在 血 脑?神 经 屏 障、胎 盘 和 视 网 膜 也 富 含 GL U T 1 蛋白及其 m RN A ; 肌肉、脂肪、肝和其它组织 GL U T 1 的含量很低。 GL U T 2 主要分布在肝脏和胰腺 Β细胞、肾脏基 底侧表面和小肠上皮。 GL U T 3 见于人体许多组织, 以脑较多, 胎盘、脂 肪、肝、心、肾组织较低。 GL U T 4 主要分布在胰岛素应答性组织如肌肉 和脂肪, 这些组织的葡萄糖转运对胰岛素呈敏感反 应。 GL U T 4 与其它异构体最重要的区别是: 在没有 胰岛素刺激情况下它只保存在细胞的囊泡中。 h e lice 4 和 5 之 间 及 h e lice 10 和 11 之 间 见 有 EXXXXXXR , 这些 m o t if s 可能是维持蛋白结构的稳 定 性, 同时可能 涉 及 h e lice s 结 构 之 间 的 盐 桥 ( sa lt2 b r idg ing )。 在 蛋 白 质 两 半 部 分 之 间 重 复 出 现 的 m o t if s 提示祖传的 6 个膜相间的螺旋蛋白的重复基 因密码可能产生 2 个部分, 12 个相间排列的膜螺旋 收稿日期: 1999208230 作者简介: 祁建生 ( 19452) , 男, 副研究员。 结构, 使得转运体家族受到