SGLT2は、トランスポーター、ナトリウム/グルコースSGLTのファミリーに属するタンパク質です。したがって、それらは、濃度勾配に対してグルコース分子の能動輸送を実行します。エネルギーはナトリウム共輸送（シンポート）から得られるため、輸送は可能です。
SGLT2では、SGLTファミリーに属するすべてのアイソフォームと同様に、構造変化がタンパク質に誘導されます。これは、糖を膜の反対側に移動させるために不可欠です。これは、輸送に必要なエネルギーを提供するという事実に加えて、ナトリウムによって生成される電流のおかげで可能です。
グルコース輸送体は、その濃度勾配に対してグルコースとナトリウムの輸送を実行します。NuFS、サンノゼ州立大学、ウィキメディア・コモンズの修正。
このトランスポーターは、SGLT1（ナトリウム-グルコース輸送タンパク質）とは異なり、グルコースを輸送する能力しか持っていません。ただし、輸送速度論は両方で非常によく似ています。
SGLT2は、主に腎臓ネフロンの近位回旋尿細管の細胞で発現し、その機能は、尿を生成する糸球体濾液にあるグルコースを再吸収することです。
細胞レベルでのグルコース輸送
グルコースは、ほとんどの細胞がさまざまな代謝プロセスを実行するためのエネルギーを得るための主要な糖です。
大きくて極性の高い単糖であるため、それ自体では細胞膜を通過できません。そのため、サイトゾルに移動するには、トランスポータータンパク質と呼ばれる膜コンポーネントが必要です。
これまでに研究され、特徴付けられているグルコース輸送体は、様々な輸送メカニズムによってこの代謝産物の輸送を行っている。
前記トランスポータータンパク質は、２つのファミリー：ＧＬＵＴ（グルコーストランスポーター）およびＳＧＬＴ（ナトリウム／グルコース共トランスポーターファミリー）に属する。GLUTは促進拡散によるグルコースの輸送に関与していますが、SGLTは能動輸送による単糖輸送を実行します。
SGLT2の構造
相補的DNAライブラリー（cDNA）によるタンパク質の一次構造の分析によると、両方のファミリーのトランスポーターは同様の構造を示しています。
つまり、GLUTの場合は12の膜貫通ドメイン、SGLTの場合は14の膜貫通ドメインです。同様に、それらはすべて、細胞外側に向けられたハンドルの1つにグリコシル化ポイントを持っています。
SGLT2はSLC5A2遺伝子によってコードされる不可欠なタンパク質であり、14のらせん構造を持つ672アミノ酸を持っています。つまり、二次構造は、SGLTファミリーの他のメンバーの構造と非常に似ています。
トランスポーターの3次元構造を構成する14のαヘリックスのうち、そのうちの5つは空間の中央に配置され、各ヘリックスの側面の1つは疎水性ドメインに富んでおり、外側に向かって配置され、膜の疎水性コア。
対照的に、親水性残留物が豊富な内面は内側に配置され、基板が通過する親水性細孔を形成します。
SGLT2の機能
SGLT2は、高容量、低親和性のトランスポーターであり、その発現は腎臓の近位の複雑な尿細管に限定されており、90％のブドウ糖の再吸収に関与しています。
SGLT2によるグルコース輸送は、シンポートメカニズムによって実行されます。つまり、ナトリウムとグルコースは、濃度勾配に対して膜を横切って同じ方向に輸送されます。電気化学的勾配によって蓄積されたエネルギーは、その勾配に対するグルコースの動きを実行するために使用されます。
SGLT2の阻害は、ブドウ糖レベルの低下、および尿中のブドウ糖の除去による体重とカロリーの減少に関連しています。
SGLT2の機能
このトランスポーターの機能はグルコースの再吸収であり、腎臓レベルでのナトリウムと水の再吸収にも関与します。
しかし、近位尿細管および収集尿細管でのアクアポリン2および6の発見は、腎臓の尿細管上皮における水および溶質の輸送プロセスに関与するメカニズムについて包括的な調査を行う必要があることを示しています。
グルコースの吸収に参加することに加えて、GSLT2は腎臓による水の積極的な吸収に参加します。Wikimedia CommonsのHenry Vandyke Carter（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）による。
腎機能とSGLT2
腎臓は、約180リットルの液体と160〜180グラムのグルコースをろ過します。この濾過されたグルコースは、近位尿細管のレベルで再吸収されます。これは、この糖が尿中に存在しないことを意味します。
ただし、このプロセスは、グルコースの腎閾値によって制限されます。この輸送限界は、利用可能な炭水化物の濃度が低い場合に必要なグルコースサプリメントの維持を可能にするものであることが示唆されています。
ネフロンで機能変化が起こるため、このメカニズムは糖尿病患者で影響を受けます。この病状では、グルコース濃度の増加によりトランスポーターが飽和し、特に疾患の開始時に尿崩症を引き起こします。
その結果、腎臓は、機能不全につながる変更または適応を受けます。その中には、グルコースを輸送する能力の増加があります。
グルコース輸送の能力の増加は、尿細管のレベルでの再吸収の増加をもたらし、後者は、SGLT2トランスポーターの数および活性の過剰発現に関連するものです。
並行して、グルコース再吸収の増加は、NaCl再吸収の増加とともに発生します。ネフロンが強制的に働いているという事実によるブドウ糖の再吸収の増加は、糖尿病性腎症の発症につながるサイズの増加と炎症状態を生み出します。
参考文献
- Bakris GL、Fonseca V、Sharma K、Wright E.腎ナトリウム-グルコース輸送：糖尿病における役割および潜在的な臨床的影響。腎臓国際2009; 75：1272-1277。
- DeFronzo RA、Hompesch M、Kasichayanula S、Liu X、Hong Y、Pfister M、他 健康な被験者と2型糖尿病の被験者におけるダパグリフロジンに反応した腎グルコース再吸収の特徴。糖尿病ケア。2013; 36（10）：3169-3176。
- Hediger MA、Rhoads DB。SGLT2は腎臓でのグルコース再吸収を仲介します。Physiol Rev. 1994; 74：993-1026。
- インスリン非依存性糖尿病患者の尿から分離されたヒト腎近位尿細管細胞におけるラーモウネH、トンプソンPW、ワードJM、スミスCD、ホンG、ブラウンJ.グルコーストランスポーター。糖尿病。2005; 54（12）：3427-3434。
- Rieg T、Masuda T、Gerasimova M、Mayoux E、Platt K、Powell DRなど SGLT1を介した輸送の増加は、正常血糖における遺伝的および薬理学的なSGLT2阻害中の腎グルコース再吸収を説明します。J生理学腎臓腎です。2014; 306（2）：F188-193。
- Vallon V、Gerasimova M、Rose MA、Masuda T、Satriano J、Mayoux Eなど SGLT2阻害剤であるエンパグリフロジンは、高血糖に比例して腎の成長とタンパク尿を減少させ、糖尿病の秋田マウスにおける糸球体の過剰濾過を防止します。J生理学腎臓腎です。2014; 306（2）：F194-204。
- Wells RG、Mohandas TK、Hediger MA。Na + /グルコース共輸送体遺伝子SGLT2の動原体に近いヒト第16染色体への局在。ゲノミクス。1993; 17（3）：787-789。
- ライト、EM。腎臓Na（+）-グルコース共輸送体。J生理学腎臓腎です。2001; 280：F10-18。
- ライトEM、平山BA、Loo DF。健康と病気における活発な糖輸送。 JインターンMed。2007; 261：32-43。