GLUT1: विशेषताएँ, संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

GLUT1 कोशिका में बाह्य अंतरिक्ष से, प्लाज्मा झिल्ली के पार ग्लूकोज के निष्क्रिय परिवहन की सुविधा के लिए जिम्मेदार एक ट्रांसमीटर प्रोटीन है।

ग्लूकोज के अलावा, यह दिखाया गया है कि यह अन्य छह कार्बन शर्करा जैसे गैलेक्टोज, ग्लूकोसामाइन और मैनोज भी जुटा सकता है। बदले में, यह उन कोशिकाओं में विटामिन सी के उत्थान और परिवहन की अनुमति देता है जो इसका उत्पादन करने में असमर्थ हैं।

ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर GLUT1 की क्रिस्टल संरचना। A2-33 तक, विकिमीडिया कॉमन्स से।

चूँकि GLUT1 द्वारा ले जाने वाले सभी अणु कोशिका में ऊर्जा उत्पादन पथों में शामिल होते हैं, इसलिए इस ट्रांसपोर्टर की अभिव्यक्ति बहुत महत्वपूर्ण चयापचय भूमिका निभाती है।

वास्तव में, म्यूटेशन जो एक कार्यात्मक GLUT1 परिणाम की अभिव्यक्ति को बदल देते हैं या समाप्त कर देते हैं, धीमी न्यूरोलॉजिकल विकास और सीमित मस्तिष्क विकास के साथ जुड़े कई रोगों की उपस्थिति में होता है।

कोशिकाओं और GLUT1 ट्रांसपोर्टरों में ग्लूकोज परिवहन

ग्लूकोज उन अधिकांश कोशिकाओं के लिए पसंदीदा कार्बन और ऊर्जा स्रोत है जो जीवन के पेड़ को बनाते हैं। चूंकि यह सेल झिल्ली को पार करने के लिए पर्याप्त छोटा और हाइड्रोफोबिक नहीं है, इसलिए सेल में इसके परिवहन के लिए ट्रांसपोर्टर प्रोटीन की मदद की आवश्यकता होती है।

इस चीनी के लिए दो विशिष्ट ट्रांसपोर्टर-मध्यस्थता परिवहन तंत्र प्रस्तावित किए गए हैं। उनमें से एक निष्क्रिय परिवहन प्रणाली (फैली हुई सुविधा) और दूसरा एक सक्रिय परिवहन प्रणाली के प्रति प्रतिक्रिया करता है।

पहले को बाहर ले जाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है और एकाग्रता ढाल के माध्यम से होती है, यानी उच्च ग्लूकोज एकाग्रता की जगह से जहां एकाग्रता कम होती है।

सक्रिय ग्लूकोज परिवहन ट्रांसपोर्टरों द्वारा किया जाता है जो सोडियम आयन सह-परिवहन से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

इसके विपरीत, ग्लूकोज की सुविधा (निष्क्रिय) प्रसार गेट-टाइप ट्रांसपोर्टरों के एक परिवार द्वारा किया जाता है जिसे GLUT कहा जाता है ("ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर्स" की अंग्रेजी में संक्षिप्तिकरण के लिए), परिवार जिसमें GLUT1 है। ये ग्लूकोज को सेल के बाहर बांधते हैं और साइटोसोल में ले जाते हैं। उनमें से कम से कम 5 की पहचान की गई है और उनका वितरण विभिन्न स्तनधारी ऊतकों में अलग-अलग प्रतीत होता है।

GLUT1 सुविधाएँ

ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर GLUT1 द्वारा नियोजित परिवहन तंत्र। एम्मा डिटमार द्वारा - स्वयं का कार्य, CC BY-SA 4.0, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php? Curid = 64036780

GLUT1 एक यूनिपोर्टर ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर है, जो सेल के बाहर से साइटोसोल तक केवल एक दिशा में ग्लूकोज के परिवहन को करने में सक्षम है।

यह सुविधा फैलाने वाले ट्रांसपोर्टर (एमएसएफ) से संबंधित है, जो सुपरफ़ैमिली है, जो कई अलग-अलग जीवों में व्यापक रूप से वितरित किया जाता है। यह बड़ी संख्या में छोटे कार्बनिक अणुओं के ट्रांसमेम्ब्रेन परिवहन में भी भाग लेता है।

492 एमिनो एसिड के पेप्टाइड अनुक्रम को विभिन्न जीवों में संरक्षित किया जाता है, जहां इसकी पहचान की गई है, जो यह विश्वास करना मुश्किल नहीं है कि ऊर्जा उत्पादन के लिए ग्लूकोज का उपयोग जीवन के चयापचय वृक्ष के केंद्र का गठन करता है।

ग्लूट 1 संरचना

GLUT1 492 एमिनो एसिड अवशेषों से बना एक अभिन्न बहु-झिल्ली झिल्ली प्रोटीन है। इस तरह के इंटीग्रल मेम्ब्रेन प्रोटीन को लिपिड के बाइलियर को कई बार पार करने की विशेषता होती है।

प्रोटीन की त्रि-आयामी रासायनिक संरचना आम तौर पर एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी के माध्यम से निर्धारित की जाती है। बाद में जैव रसायन विज्ञानियों द्वारा व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है जिसका अध्ययन किए जाने वाले प्रोटीन के शुद्ध क्रिस्टल का उपयोग करके एक संरचनात्मक मॉडल का पुनर्निर्माण किया जाता है।

GLUT1 जैसे अत्यधिक संरक्षित प्रोटीन में, एक जीव के प्रोटीन संरचना का निर्धारण पर्याप्त हो सकता है। यह इस कारण से है कि शोधकर्ताओं ने अब तक E3229 उत्परिवर्ती के GLUT1 क्रिस्टल संरचना का निर्धारण किया है।

प्रमुख सूत्रधार सुपरफैमिली (MSF) के अन्य सभी सदस्यों की तरह, GLUT1 की संरचना में 12 ट्रांसमीटर हेलिकॉप्टर का प्रतिनिधित्व किया जाता है।

इसके अतिरिक्त, GLUT1 E3229 में, पेप्टाइड के अमीनो और कार्बोक्सिल टर्मिनी छद्म सममित हैं और साइटोसोल की ओर उन्मुख हैं। इन सिरों की व्यवस्था एक जेब या गुहा बनाता है जो कोशिका के अंदर खुली होती है और जो ग्लूकोज के लिए बाध्यकारी साइट का गठन करती है।

GLUT1 की संरचना में परिवर्तन कोशिका में ग्लूकोज के परिवहन को निर्धारित करता है

चूंकि ग्लूकोज को आम तौर पर सेल के अंदर से बाहर की ओर ले जाया जाता है, इसलिए यह पाया जाता है कि इस शुगर के लिए बाइंडिंग साइट साइटोसॉल की ओर उन्मुख है और कुछ भ्रम पैदा करता है।

हालांकि, यह भ्रम जैव रासायनिक जांच के परिणामों में एक समाधान पाता है जो सुझाव देता है कि प्रोटीन के आकार में परिवर्तन होता है, जिससे ग्लूकोज बाइंडिंग साइट को पहले झिल्ली के एक तरफ उजागर किया जा सकता है और फिर दूसरे पर।

इसका मतलब यह नहीं है कि प्रोटीन झिल्ली के माध्यम से घूमता है, बल्कि यह कि चीनी का बंधन इस तरह से परिवर्तन का परिचय देता है, जैसे कि एक गेट की तरह, ग्लूकोज को इंटीरियर में उजागर करता है।

ग्लूट 1 सुविधाएँ

चूंकि GLUT1 एक संवैधानिक अभिव्यक्ति ट्रांसपोर्टर है, अर्थात, यह हमेशा सबसे स्तनधारी कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है, जो कार्य करता है वह इन कोशिकाओं के लिए महत्वपूर्ण है। वास्तव में, यह भ्रूण के लगभग सभी ऊतकों में सटीक रूप से व्यक्त किया जाता है क्योंकि विकास सुनिश्चित करने के लिए विकास चरणों के दौरान ऊर्जा की उच्च आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

हालांकि, इसकी अभिव्यक्ति यकृत जैसे कुछ ऊतकों में जन्म के बाद कम हो जाती है, जहां अन्य आइसोफॉर्म जैसे GLUT4 की अभिव्यक्ति अब बढ़ गई है।

एरिथ्रोसाइट्स के लिए यह मौलिक महत्व का है, क्योंकि बाद वाले ऊर्जा के लिए ग्लूकोज पर विशेष रूप से निर्भर करते हैं क्योंकि उनमें माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है। हालांकि, यह अभी भी अन्य प्रकार की कोशिकाओं में श्वसन का समर्थन करने के लिए ग्लूकोज के उत्थान के लिए जिम्मेदार है।

चूंकि GLUT1 कई अंगों और ऊतकों की संवहनी एंडोथेलियल कोशिकाओं में एक उच्च सांद्रता तक पहुंचता है, इसका एक कार्य रक्त से ग्लूकोज ले जाना है।

GLUT1 द्वारा अन्य हेक्सोज़ जैसे मैननोज़, गैलेक्टोज़ और ग्लूकोसमाइन का परिवहन ऊर्जा चयापचय के साथ इसके सीधे संबंध पर सवाल नहीं करता है, क्योंकि एटीपी को इन सभी हेक्सोज़ से उत्पन्न किया जा सकता है।

इसके अलावा, संश्लेषित करने में असमर्थ कोशिकाओं में विटामिन सी का उठाव और परिवहन भी इस सर्वव्यापी रिसेप्टर के लिए रिपोर्ट किए गए कार्यों में से एक है।

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