GLUT 2: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

GLUT2 est un transporteur de glucose de faible affinité qui est exprimé dans les membranes des cellules pancréatiques, hépatiques, rénales et intestinales ainsi que dans les astrocytes et les tanicytes. En plus de la médiation du transport du glucose, il est également impliqué dans le transport du fructose, du galactose et de la glucosamine; donc plus qu'un transporteur de glucose c'est un transporteur d'hexose.

Le fait qu'il ait une faible affinité pour le glucose lui permet d'agir comme une protéine de détection des taux de glucose dans le sang. Par conséquent, il participe au contrôle régulateur de nombreux événements physiologiques qui répondent aux fluctuations de la concentration de glucose dans le sang.

Le transporteur de glucose à diffusion facilitée de type 2 (GLUT2) change sa conformation en mobilisant le site de liaison pour le glucose du côté externe vers le côté interne de la membrane (protéine de transport). Par LadyofHats (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], de Wikimedia Commons.

Parmi les nombreux processus qu'il régule, on distingue: 1) la libération d'insuline par les cellules pancréatiques stimulées par des concentrations élevées de glucose; 2) sécrétion de glucagon par les hépatocytes pour la production de glucose en cas d'hypoglycémie.

Transport facilité du glucose dans la cellule

Environ 75% du glucose qui entre dans la cellule pour alimenter les voies métaboliques pour la production d'énergie le fait par un mécanisme de transport passif facilité par des protéines membranaires intégrales appelées transporteurs.

Ce mécanisme de transport est largement connu sous le nom de diffusion facilitée. Elle ne nécessite pas d'apport d'énergie pour être réalisée et est donnée au profit d'un gradient de concentration. C'est-à-dire d'une zone de concentration élevée à une zone de faible concentration.

Au moins 14 isoformes de transporteurs de diffusion facilitée par le glucose, y compris GLUT2, ont été identifiées à ce jour. Tous appartiennent à la principale superfamille des facilitateurs (MSF) et, par consensus, sont appelés GLUT (pour l'acronyme en anglais de «Glucose Transporters»).

Les différents GLUT qui ont été caractérisés à ce jour sont codés par des gènes SLC2A et présentent des différences marquées de séquence d'acides aminés, de préférence pour les substrats qu'ils portent et de distribution cellulaire et tissulaire.

Caractéristiques GLUT2

GLUT2 mobilise le glucose par un mécanisme de transport dans une direction (uniport). Cette fonction est également assurée par GLUT1, le transporteur de glucose le plus abondant dans pratiquement toutes les cellules de mammifères.

Cependant, contrairement à cela, il a une affinité extrêmement faible pour le glucose, ce qui signifie qu'il n'est capable de le transporter que lorsque les concentrations de ce sucre ont tendance à atteindre des valeurs très élevées dans l'environnement extracellulaire.

Malgré une faible affinité pour le glucose, il a une capacité de transport élevée, ce qui implique qu'il peut transporter de grandes quantités de cet hexose à grande vitesse. Ces deux caractéristiques semblent être liées au rôle de ce transporteur dans la réponse aux changements subtils de la concentration en glucose.

Des études de caractérisation moléculaire de ce transporteur ont montré qu'il n'avait pas de spécificité unique pour le glucose. Au contraire, il est capable de médier le transport passif du fructose, du galactose, du mannose et de la glucosamine. Présentant une faible affinité pour les trois premiers et une forte affinité pour la glucosamine.

Puisque toutes ces molécules sont des sucres à six atomes de carbone, elles peuvent être considérées comme un transporteur d'hexose plutôt que comme un transporteur de glucose.

Structure GLUT2

GLUT2 a une séquence peptidique identique à 55% à celle du transporteur de haute affinité pour le glucose GLUT1.

Cependant, malgré ce faible pourcentage de similitude entre les séquences des deux transporteurs, des études réalisées par cristallographie aux rayons X ont montré qu'ils présentent une structure similaire.

Cette structure correspond à celle d'une protéine transmembranaire multipasse en α-hélice. Autrement dit, il traverse la membrane plusieurs fois à travers des segments transmembranaires qui ont une configuration en hélice a.

Comme chez tous les membres de la principale super famille de facilitateurs (MSF), à laquelle elle appartient, 12 segments hélicoïdaux traversent la membrane. Six d'entre eux se réorganisent spatialement pour former un pore hydrophile à travers lequel les sucres sont mobilisés.

Il convient de noter que le site de liaison à l'hexose est défini par l'orientation et la pseudopsymétrie présentées par les extrémités carboxyle et amino terminales de la protéine. Les deux exposés du même côté de la membrane génèrent une cavité dans laquelle la disposition des six atomes de sucre est reconnue, facilitant leur union.

Un changement dans la structure du transporteur est lié au mécanisme utilisé par celui-ci pour transporter les sucres d'un côté de la membrane à l'autre. Cette déformation structurelle permet de mobiliser le site de liaison vers le côté cytoplasmique, où la libération de la molécule qui a été transportée se produit rapidement.

Caractéristiques GLUT2

En plus de la médiation de la séquestration du glucose, du mannose, du galactose et de la glucosamine dans la cellule, de nombreuses fonctions physiologiques ont été attribuées à l'expression de ce transporteur dans divers types cellulaires.

Beaucoup de ces fonctions ont été déterminées à l'aide de techniques de suppression de gène. Ces derniers consistent à empêcher l'expression du gène dont la fonction est à étudier dans les cellules d'un tissu spécifique ou d'un organisme complet.

En ce sens, le blocage de l'expression de GLUT2 chez la souris a révélé que cette protéine constitue le principal moyen de transport du glucose dans les cellules rénales et hépatiques. De plus, le transport du galactose et du fructose n'est pas lié à la génération de glucose à partir de ces sucres via la gluconéogenèse.

De plus, il a été montré qu'il exerce un rôle régulateur dans diverses fonctions physiologiques, étant donné que sa faible affinité pour le glucose lui permet de détecter quand les concentrations de ce sucre sont élevées.

Rôle de GLUT2 dans le maintien de l'homéostasie cellulaire

Comme il remplit une fonction critique dans la génération d'énergie par toutes les cellules, en particulier les cellules nerveuses, sa concentration dans le sang doit être maintenue proche d'une valeur de 5 mmol / l. Les variations de cette concentration sont toujours surveillées par des protéines régulatrices grâce à des mécanismes de "détection du glucose".

Ces mécanismes consistent en des stratégies moléculaires qui permettent une réponse rapide aux variations soudaines de la concentration en glucose. En ce sens, l'expression de GLUT2 dans la membrane des cellules dont les fonctions sont activées par l'hyperglycémie lui confère un rôle régulateur.

En fait, il a été montré que la sécrétion d'insuline par les cellules pancréatiques est déclenchée par la détection du glucose par GLUT2.

La sécrétion d'insuline par les cellules pancréatiques est déclenchée par la détection du glucose par GLUT2. Par Joshua J Reed, de Wikimedia Commons.

De plus, il intervient dans le contrôle nerveux autonome de l'alimentation, la thermorégulation et le fonctionnement des cellules pancréatiques stimulées par la détection du glucose.

Lorsque les niveaux de GLUT2 diminuent dans les cellules nerveuses, ils génèrent un signal positif pour déclencher la sécrétion de glucagon. Rappelez-vous que le glucagon est une hormone qui favorise la production de glucose par le foie à partir des réserves de glycogène.

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