GLUT2は、膵臓、肝臓、腎臓、および腸の細胞の膜、ならびに星状細胞およびタニサイトで発現する低親和性のグルコース輸送体です。ブドウ糖輸送の仲介に加えて、それは果糖、ガラクトース、およびグルコサミンの輸送にも関与しています。したがって、グルコース輸送体よりもヘキソース輸送体です。
グルコースに対する親和性が低いという事実により、血液中のグルコースレベルの感知タンパク質として機能することができます。したがって、血液中のグルコース濃度の変動に応答する多くの生理学的イベントの規制管理に参加しています。
促進拡散グルコース輸送体タイプ2（GLUT2）は、グルコースの結合部位を膜（輸送タンパク質）の外側から内側に動員することにより、その構造を変化させます。Wikimedia CommonsのLadyofHats（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）]による。
それが調節する多くのプロセスの中で、以下が際立っています。1）高濃度のグルコースによって刺激された膵臓細胞によるインスリンの放出。2）低血糖におけるグルコース産生のための肝細胞によるグルカゴン分泌。
細胞へのグルコースの輸送を促進
エネルギー生産のための代謝経路に燃料を供給するために細胞に入るグルコースの約75％は、トランスポーターと呼ばれる内在性膜タンパク質によって促進される受動輸送メカニズムを通じてそうします。
この輸送メカニズムは、促進拡散として広く知られています。それは、実行されるエネルギーの寄与を必要とせず、濃度勾配を支持して与えられる。つまり、高濃度の領域から低濃度の領域までです。
これまでに、GLUT2を含む、グルコースによって促進される拡散トランスポーターの少なくとも14のアイソフォームが確認されています。それらはすべて、主なファシリテーター（MSF）のスーパーファミリーに属し、コンセンサスによってGLUT（英語での「Glucose Transporters」の頭字語）と呼ばれます。
現在までに特徴付けられているさまざまなGLUTはSLC2A遺伝子によってコード化されており、アミノ酸配列、それらが運ぶ基質の選好、および細胞と組織の分布に顕著な違いを示しています。
GLUT2の機能
GLUT2は、輸送メカニズムを介してグルコースを一方向に移動します（ユニポート）。この機能は、実質的にすべての哺乳動物細胞で最も豊富なグルコース輸送体であるGLUT1によっても実行されます。
ただし、これとは異なり、グルコースに対する親和性は非常に低いため、この糖の濃度が細胞外環境で非常に高い値に達する傾向がある場合にのみ、グルコースを輸送できます。
グルコースに対する親和性が低いにもかかわらず、輸送能力が高く、このヘキソースを大量に高速で輸送できることを意味します。これらの2つの特性は、グルコース濃度の微妙な変化に応答するこのトランスポーターの役割に関連しているようです。
このトランスポーターの分子特性研究は、それがグルコースに対してユニークな特異性を持たないことを示しました。それどころか、フルクトース、ガラクトース、マンノース、グルコサミンの受動輸送を仲介することができます。最初の3つは親和性が低く、グルコサミンは親和性が高い。
これらの分子はすべて6つの炭素原子を持つ糖であるため、グルコース輸送体ではなくヘキソース輸送体と見なすことができます。
GLUT2構造
GLUT2には、グルコースGLUT1の高親和性トランスポーターと55％同一のペプチド配列があります。
しかしながら、両方のトランスポーターの配列間の類似性のこの低いパーセンテージにもかかわらず、X線結晶学によって行われた研究は、それらが類似の構造を示すことを示しました。
この構造は、α-ヘリックスのマルチパス膜貫通タンパク質の構造に対応しています。つまり、αヘリックス構成の膜貫通セグメントを介して複数回膜を通過します。
それが属するスーパーメインファシリテーター（MSF）のすべてのメンバーと同様に、12のらせんセグメントが膜を通過します。これらの6つは、空間的に再配置して、糖が動員される親水性の孔を形成します。
ヘキソース結合部位は、タンパク質のカルボキシル末端およびアミノ末端によって提示される配向および偽測量法によって定義されることに注意すべきである。どちらも膜の同じ側に曝されると、6つの糖原子の配置が認識される空洞が生成され、それらの結合が容易になります。
トランスポーターの構造の変化は、膜の片側から反対側に糖を輸送するためにトランスポーターが使用するメカニズムに関連しています。この構造的変形は、輸送された分子の放出が急速に起こる細胞質側に結合部位を動員することを可能にする。
GLUT2の機能
細胞内のグルコース、マンノース、ガラクトース、およびグルコサミンの隔離を媒介することに加えて、多くの生理学的機能が、様々な細胞型におけるこのトランスポーターの発現に起因している。
これらの機能の多くは、遺伝子抑制技術を使用して決定されています。後者は、特定の組織または完全な生物の細胞においてその機能が研究される遺伝子の発現を妨げることからなる。
この意味で、マウスでGLUT2の発現をブロックすると、このタンパク質が腎臓と肝臓の両方の細胞でグルコース輸送の主要な手段を構成することが明らかになりました。さらに、ガラクトースとフルクトースの輸送は、糖新生によるこれらの糖からのグルコースの生成とは関係ありません。
さらに、グルコースに対する親和性が低いため、この糖の濃度が高いことを検出できるため、さまざまな生理学的機能に調節的な役割を果たすことが示されています。
細胞の恒常性の維持におけるGLUT2の役割
すべての細胞、特に神経細胞によるエネルギー生成において重要な機能を果たすため、血中濃度を5mmol / lの値に近づける必要があります。この濃度の変動は、常に「グルコース検出」メカニズムを通じて規制タンパク質によって監視されています。
これらのメカニズムは、グルコース濃度の突然の変化に対する迅速な応答を可能にする分子戦略で構成されています。この意味で、その機能が高血糖によって活性化される細胞の膜におけるGLUT2の発現は、それに制御的役割を与える。
実際、膵臓細胞によるインスリン分泌は、GLUT2によるグルコースの検出によって引き起こされることが示されています。
膵臓細胞によるインスリン分泌は、GLUT2によるグルコースの検出によって引き起こされます。Wikimedia CommonsのJoshua J Reedによる。
さらに、摂食、体温調節、およびグルコース検出によって刺激された膵臓細胞の機能の自律神経制御を仲介します。
神経細胞のGLUT2レベルが低下すると、グルカゴン分泌を引き起こす正の信号が生成されます。グルカゴンはグリコーゲン貯蔵からの肝臓によるグルコース産生を促進するホルモンであることを思い出してください。
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