SGLT2 (โซเดียมกลูโคส COTRANSPORTER) - ชีววิทยา - 2026

SGLT2เป็นโปรตีนที่อยู่ในครอบครัวขนย้ายโซเดียม / กลูโคส SGLT ดังนั้นพวกมันจึงทำการขนส่งโมเลกุลกลูโคสอย่างแข็งขันกับการไล่ระดับความเข้มข้น การขนส่งเป็นไปได้เนื่องจากพลังงานได้มาจากโซเดียมโคทรานสปอร์ท (symport)

ใน SGLT2 เช่นเดียวกับในไอโซฟอร์มทั้งหมดที่อยู่ในตระกูล SGLT การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจะเกิดขึ้นในโปรตีน นี่เป็นสิ่งสำคัญในการเปลี่ยนตำแหน่งน้ำตาลไปอีกด้านหนึ่งของเมมเบรน สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากกระแสที่สร้างขึ้นโดยโซเดียมนอกเหนือจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการขนส่ง

ผู้ขนส่งกลูโคสจะทำการขนส่งกลูโคสและโซเดียมโดยเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้น โดย NuFS มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ San Jose แก้ไขจาก Wikimedia Commons

ตัวขนส่งนี้ไม่เหมือนกับ SGLT1 (โปรตีนขนส่งโซเดียมกลูโคส) มีความสามารถในการขนส่งกลูโคสเท่านั้น อย่างไรก็ตามจลนศาสตร์การขนส่งมีความคล้ายคลึงกันมากทั้งสองอย่าง

SGLT2 ส่วนใหญ่แสดงในเซลล์ของท่อที่ซับซ้อนใกล้เคียงของไตไตและหน้าที่ของมันคือดูดซับกลูโคสที่พบในการกรองไตที่ผลิตปัสสาวะ

การขนส่งกลูโคสในระดับเซลล์

กลูโคสเป็นน้ำตาลหลักที่เซลล์ส่วนใหญ่ได้รับพลังงานเพื่อดำเนินกระบวนการเผาผลาญต่างๆ

เนื่องจากเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ที่มีขนาดใหญ่และมีขั้วสูงจึงไม่สามารถข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ได้ด้วยตัวเอง นั่นคือเหตุผลที่ต้องย้ายไปที่ไซโตซอลจึงต้องใช้ส่วนประกอบของเมมเบรนที่เรียกว่าโปรตีนตัวขนส่ง

ตัวขนส่งกลูโคสที่ได้รับการศึกษาและมีลักษณะจนถึงปัจจุบันดำเนินการขนส่งสารนี้โดยกลไกการขนส่งต่างๆ

โปรตีนขนส่งกล่าวว่าเป็นของสองตระกูล: GLUTs (ตัวขนส่งกลูโคส) และ SGLTs (ตระกูลผู้ขนส่งร่วมโซเดียม / กลูโคส) GLUT มีส่วนเกี่ยวข้องในการขนส่งกลูโคสโดยการแพร่กระจายที่สะดวกในขณะที่ SGLTs ดำเนินการขนส่งโมโนแซคคาไรด์โดยการขนส่งแบบแอคทีฟ

โครงสร้างของ SGLT2

จากการวิเคราะห์โครงสร้างหลักของโปรตีนโดยใช้ไลบรารีดีเอ็นเอเสริม (cDNA) ผู้ขนส่งของทั้งสองตระกูลมีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน

นั่นคือโดเมนทรานส์เมมเบรน 12 โดเมนในกรณีของ GLUT และ 14 โดเมนทรานส์เมมเบรนใน SGLT ในทำนองเดียวกันพวกมันทั้งหมดมีจุดไกลโคซิเลชั่นที่มือจับข้างใดข้างหนึ่งซึ่งมุ่งไปทางด้านนอกเซลล์

SGLT2 เป็นโปรตีนหนึ่งที่เข้ารหัสโดยยีน SLC5A2 และมีกรดอะมิโน 672 ตัวที่มีโครงสร้าง 14 α-helices กล่าวอีกนัยหนึ่งโครงสร้างทุติยภูมิค่อนข้างคล้ายกับของสมาชิกคนอื่น ๆ ในตระกูล SGLT

จาก 14 α-helices ที่ประกอบเป็นโครงสร้างสามมิติของตัวขนย้ายมีห้าตัวถูกจัดวางตรงกลางเชิงพื้นที่โดยมีหนึ่งในใบหน้าด้านข้างของแต่ละเฮลิกซ์ที่อุดมไปด้วยโดเมนที่ไม่ชอบน้ำซึ่งจัดเรียงไปทางด้านนอกโดยสัมผัสกับ แกนที่ไม่ชอบน้ำของเมมเบรน

ในทางตรงกันข้ามใบหน้าภายในที่อุดมไปด้วยสารตกค้างที่ชอบน้ำจะถูกกำจัดเข้าไปด้านในทำให้เกิดรูขุมขนที่ชอบน้ำซึ่งพื้นผิวจะผ่านไป

คุณสมบัติ SGLT2

SGLT2 เป็นตัวขนส่งที่มีความสามารถสูงและมีความสัมพันธ์ต่ำซึ่งการแสดงออกจะ จำกัด อยู่ที่ท่อที่ซับซ้อนใกล้เคียงของไตซึ่งมีหน้าที่ในการดูดซึมกลูโคสกลับคืน 90%

การขนส่งกลูโคสโดย SGLT2 ดำเนินการโดยกลไก symport นั่นคือโซเดียมและกลูโคสจะถูกขนส่งไปในทิศทางเดียวกันผ่านเมมเบรนกับการไล่ระดับความเข้มข้น พลังงานที่เก็บไว้โดยการไล่ระดับสีทางเคมีไฟฟ้าจะใช้ในการเคลื่อนที่ของกลูโคสกับการไล่ระดับสี

การยับยั้ง SGLT2 เกี่ยวข้องกับการลดลงของระดับกลูโคสและการลดน้ำหนักและแคลอรี่เนื่องจากการกำจัดกลูโคสในปัสสาวะ

คุณสมบัติ SGLT2

หน้าที่ของสารลำเลียงนี้คือการดูดซึมกลับของกลูโคสอีกทั้งยังมีส่วนร่วมในการดูดซึมโซเดียมและน้ำในระดับไตอีกด้วย

อย่างไรก็ตามการค้นพบ aquaporins 2 และ 6 ในท่อใกล้เคียงและการรวบรวม tubules บ่งชี้ว่าควรมีการตรวจสอบอย่างละเอียดเกี่ยวกับกลไกที่เกี่ยวข้องกับน้ำและกระบวนการขนส่งตัวละลายในเยื่อบุผิวของไต

นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการดูดซึมกลูโคสแล้ว GSLT2 ยังมีส่วนร่วมในการดูดซึมน้ำโดยไต โดย Henry Vandyke Carter (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) จาก Wikimedia Commons

การทำงานของไตและ SGLT2

ไตกรองของเหลวประมาณ 180 ลิตรและกลูโคส 160-180 กรัม น้ำตาลกลูโคสที่กรองแล้วนี้จะถูกดูดซึมกลับมาที่ระดับของท่อใกล้เคียงซึ่งหมายความว่าไม่มีน้ำตาลนี้ในปัสสาวะ

อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ถูก จำกัด โดยเกณฑ์ไตสำหรับน้ำตาลกลูโคส มีการแนะนำว่าขีด จำกัด การขนส่งนี้เป็นสิ่งที่ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาอาหารเสริมกลูโคสที่จำเป็นได้เมื่อความเข้มข้นของคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่ต่ำ

กลไกนี้ได้รับผลกระทบในผู้ป่วยเบาหวานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการทำงานเกิดขึ้นในเนฟรอน ในพยาธิวิทยานี้การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของกลูโคสทำให้เกิดความอิ่มตัวของตัวขนส่งทำให้เกิดไกลโคซูเรียโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของโรค

เป็นผลให้ไตได้รับการปรับเปลี่ยนหรือดัดแปลงซึ่งนำไปสู่ความผิดปกติซึ่งเป็นการเพิ่มความสามารถในการขนส่งน้ำตาลกลูโคส

การเพิ่มขึ้นของความสามารถในการขนส่งกลูโคสทำให้การดูดซึมกลับเพิ่มขึ้นที่ระดับของท่อไตและประการหลังคือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการแสดงออกที่มากเกินไปในจำนวนและกิจกรรมของผู้ขนส่ง SGLT2

ในแบบคู่ขนานการดูดซึมกลูโคสที่เพิ่มขึ้นจะเกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซึม NaCl ที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของการดูดซึมกลูโคสที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการที่เนฟรอนทำงานในลักษณะบังคับทำให้เกิดการเพิ่มขนาดและสถานะการอักเสบที่นำไปสู่การพัฒนาของโรคไตจากเบาหวาน

อ้างอิง

1. Bakris GL, Fonseca V, Sharma K, Wright E. การขนส่งโซเดียม - กลูโคสของไต: บทบาทในโรคเบาหวานและผลกระทบทางคลินิกที่อาจเกิดขึ้น ไต Int.2009; 75: 1272-1277
2. DeFronzo RA, Hompesch M, Kasichayanula S, Liu X, Hong Y, Pfister M และอื่น ๆ ลักษณะของการดูดซึมกลูโคสของไตในการตอบสนองต่อ dapagliflozin ในผู้ป่วยที่มีสุขภาพดีและผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2 การดูแลผู้ป่วยโรคเบาหวาน 2556; 36 (10): 3169-3176
3. Hediger MA, Rhoads DB. SGLT2 เป็นสื่อกลางในการดูดซึมกลูโคสในไต Physiol Rev. 1994; 74: 993-1026
4. Rahmoune H, Thompson PW, Ward JM, Smith CD, Hong G, Brown J. โรคเบาหวาน. 2005 54 (12): 3427-3434
5. Rieg T, Masuda T, Gerasimova M, Mayoux E, Platt K, Powell DR และอื่น ๆ การเพิ่มขึ้นของการขนส่งผ่านสื่อกลาง SGLT1 อธิบายถึงการดูดซึมกลูโคสของไตในระหว่างการยับยั้ง SGLT2 ทางพันธุกรรมและเภสัชวิทยาใน euglycemia Am J Physiol ไต Physiol 2014; 306 (2): F188-193
6. Vallon V, Gerasimova M, Rose MA, Masuda T, Satriano J, Mayoux E และอื่น ๆ ตัวยับยั้ง SGLT2 Empagliflozin ช่วยลดการเติบโตของไตและอัลบูมินูเรียตามสัดส่วนของระดับน้ำตาลในเลือดสูงและป้องกันการกรองของไตในหนูที่เป็นเบาหวาน Akita Am J Physiol ไต Physiol 2014; 306 (2): F194-204
7. Wells RG, Mohandas TK, Hediger MA การแปลยีน Na + / glucose cotransporter SGLT2 เป็นโครโมโซม 16 ใกล้เคียงกับเซนโทรเมียร์ จีโนมิกส์ พ.ศ. 2536; 17 (3): 787-789.
8. ไรท์, EM. Renal Na (+) - ตัวส่งผ่านน้ำตาลกลูโคส Am J Physiol ไต Physiol พ.ศ. 2544; 280: F10-18
9. ไรท์ EM, Hirayama BA, Loo DF การขนส่งน้ำตาลที่ใช้งานในสุขภาพและโรค แพทย์ฝึกงาน J 2007; 261: 32-43