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Biología molecular de los transportadores
de glucosa: clasificación, estructura y distribución

Valmore Bermúdez, Fernando Bermúdez, Nailet Arraiz, Elliuz Leal, Sergia Linares, Edgardo Mengual, Lisney Valdelamar, Moisés Rodríguez, Hamid Seyfi, Anilsa Amell, Marisol Carrillo, Carlos Silva, Alejandro Acosta, Johnny Añez, Carla Andara, Verónica Angulo, Gabriela Martins. Universidad del Zulia.Facultad de Medicina. Centro de Investigaciones Endocrino–Metabólicas “Dr. Félix Gómez”. Maracaibo, Estado Zulia e-mail: fago@medscape.com

Recibido: 28/06/2007

Aceptado: 03/08/2007 Archivos Venezolanos de Farmacología y Terapéutica Volumen 26, número 2, 2007

Resumen Hexosas como la glucosa, galactosa y fructosa cumplen funciones importantes en las células eucarióticas. Estas moléculas sonincapaces de difundir directamente a través de las membranas celulares por lo que requieren proteínas transportadoras especializadas para entrar al interior celular. Dichas biomoléculas pertenecen a un grupo de transportadores constituida por 2 familias de proteínas: la familia de los Glut´s (del inglés Glucose Transporters) y la familia de los co-transportadores de sodio y glucosa. Según lainformación obtenida de la secuencia de aminoácidos por medio de librerías de cADN todos poseen una estructura básica similar: 12 (Gluts) o 14 (SGLT) dominios trasmembrana. Igualmente todos parecen estar glicosilados en alguna de sus asas extracelulares. En los últimos siete años ha habido un explosivo incremento en la información sobre estos transportadores, de hecho, hasta hace diez años solo seconocían 6 transportadores pero esta familia ha crecido rápidamente hasta llegar a 14 miembros para los Gluts y 6 miembros para los SGLT´s. El impacto de estos descubrimientos se hace notar cuando se analizan los procesos en los que se involucran estas proteínas: Control de la glicemia basal y post-prandial; mecanismos de absorción de la glucosa y fructosa en el intestino delgado; absorción de fructosaen los espermatozoides; reabsorción de glucosa a nivel tubular renal y yeyuno; maduración de la expresión de Glut´s en la mama en lactación; incorporación de glucosa al músculo durante el ejercicio; mecanismo sensor en la secreción de insulina y respuestas adaptativa del metabolismo energético durante estados de estrés, etc. Palabras clave: Glut, Glucosa, transportador, difusión facilitada, SGLT-1,SGLT-2, Co-transportador.

Abstract Hexoses like glucose, galactose and fructose serve as basic fuel molecules for eucaryotic cells. These molecules are unable to diffuse across cellular membranes, and require transporter proteins for entry into and exit from cells. Three distinct groups of hexose transporters have been identified and classified based on their dependence on cellular energy andits chemistry structure. Each of the transporters has different affinities for glucose and the other hexoses, which largely dictates their function. The hexose transporters are large integral membrane proteins. Based on the deduced amino acid sequences of their cloned cDNAs, they have similar structures, consisting of 12 or 14 membrane-spanning regions with cytoplasmic C-terminal and N-terminaltails. Also, they all appear to be glycosylated on one of the extracellular loops. Transport of sugars across membranes appears to result from a series of conformational changes which “flips” the transporter between alternate states with the substrate binding site either facing the extracellular or cytoplasmic side of the membrane. Transport in either direction is thus possible, depending onrelative substrate concentrations on either side of the membrane. The original protein, GLUT1, was identified in molecular term’s 12 years ago. In the subsequent 15 years, a family of related transporters was identified (GLUTs 1-14). The impact of these discoveries is better realized when we list a sample of the processes that utilize different members of the GLUT family: control of glycemia; insulin...