GLUT4
REGULATED TRANSPORT OF THE GLUCOSE TRANSPORTER GLUT4 Nia J. Bryant, Roland Govers & David E. James Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 267 -277 (2002)
В мышечных и жировых клетках инсулин стимулирует высвобождение транспортера глюкозы GLUT4 из внутриклеточной локализации в клетке на клеточную поверхность, где он облегчает снижение уровня глюкозы в плазме. (Рис.1.) \| Schematic representation of the GLUT family of proteins. (Рис.2.) \| Insulin triggers the translocation of GLUT4 from an intracellular location to the plasma membrane of adipocytes. (Рис.3.) \| Relative GLUT4 distribution throughout organelles of cells from non-stimulated and insulin-stimulated brown adipose tissue. (Рис.4.) \| A model that depicts the transport of GLUT4 in insulin-responsive cells. (Box 2) Insulin signalling pathways that control glucose transport in muscle and fat cells (Box 3) The SNARE hypothesis	Секреция инсулина поджелудочной железой облегчает удаление глюкозы из кровотока. Одним из главных событий в этом регуляторном процессе является стимуляция поступления глюкозы в мышечные и жировые клетки. Это обеспечивается транслокацией транспортера глюкозы GLUT4 из внутриклеточных хранилищ на поверхность клеток. Чувствительный к инсулину GLUT4 сохраняется внутриклеточно в мышечных и жировых клетках. В ответ на инсулин GLUT4 транслоцируется на клеточную поверхность, где способствует поступлению глюкозы в эти чувствительные к инсулину ткани. Модель, которя удовлетворяет всем имеющимся данным по транспорту GLUT4, базируется на внутриклеточном cycling GLUT4 между сетью trans-Golgi, эндосомной системой и плазматическими мембранами. Согласно этой модели обсуждается роль инсулина. Рассмаириваются и др. потенциальные модели. Очевиднго, что высвобождения GLUT4 на клеточную поверхность жировых и мышечных клеток недостаточно для объяснения повышения поступления глюкозы в эти клетки, следовательно, должны быть и др. уровни регуляции, такие как усиление активности транспортеров, возможно также регулируемого инсулином. Чтобы понять, как insulin вызывает транслокацию GLUT4 на клеточную поверхность insulin-чувствительных клеток, необходимо идентифицировать связь между путями передачи сигналов инсулина и machinery GLUT4 транспорта. Leto D, Saltiel AR. Regulation of glucose transport by insulin: traffic control of GLUT4. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 May 23;13(6):383-96. doi: 10.1038/nrm3351. Несмотря на ежедневное голодание и приемы пищи уровни глюкозы в плазме обычно поддержвиваются в узких пределах благодаря гормонам инсулину и глюкагону. Инсулин увеличивает потребление глюкозы в жировых и мышечных клетках путем регуляции доставки пузырьков, которые содержат glucose transporter type 4 (GLUT4). Новая информация о передаче сигналов insulin показывает, что события фосфорилирования инициируются с помощью того, что инсулиновый рецептор регулирует ключевые белки доставки GLUT4, включая малые GTPases, закрепляющие комплексы и аппарат слияния пузырьков. Эти белки, в свою очередь, контролируют перемещение GLUT4 через систему эндосом, формирование и сохранение специализированных GLUT4 пузырьков хранилищ и целенаправленный экзоцитоз этих пузырьков. Понимание этих процессов может помочь объяснить развитие резистентности к инсулину при диабете типа 2 и предоставить новые потенциальные терапевтические мишени. Рисунки к статье Insulin A 51-amino acid pancreatic hormone that plays a major role in the regulation of glucose metabolism, directly by suppressing endogenous glucose production (GLYCOGENOLYSIS; GLUCONEOGENESIS) and indirectly by suppressing GLUCAGON secretion and LIPOLYSIS. Native insulin is a globular protein comprised of a zinc-coordinated hexamer. Each insulin monomer containing two chains, A (21 residues) and B (30 residues), linked by two disulfide bonds. Insulin is used as a drug to control insulin-dependent diabetes mellitus (DIABETES MELLITUS, TYPE 1). Glucose Transporter Type 4 A glucose transport protein found in mature MUSCLE CELLS and ADIPOCYTES. It promotes transport of glucose from the BLOOD into target TISSUES. The inactive form of the protein is localized in CYTOPLASMIC VESICLES. In response to INSULIN, it is translocated to the PLASMA MEMBRANE where it facilitates glucose uptake. Glucose Transporter Type 2 A glucose transport facilitator that is expressed primarily in PANCREATIC BETA CELLS; LIVER; and KIDNEYS. It may function as a GLUCOSE sensor to regulate INSULIN release and glucose HOMEOSTASIS. Glucose Clamp Technique Maintenance of a constant blood glucose level by perfusion or infusion with glucose or insulin. It is used for the study of metabolic rates (e.g., in glucose, lipid, amino acid metabolism) at constant glucose concentration. Metformin A biguanide hypoglycemic agent used in the treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus not responding to dietary modification. Metformin improves glycemic control by improving insulin sensitivity and decreasing intestinal absorption of glucose. (From Martindale, The Extra Pharmacopoeia, 30th ed, p289)

Секреция инсулина поджелудочной железой облегчает удаление глюкозы из кровотока. Одним из главных событий в этом регуляторном процессе является стимуляция поступления глюкозы в мышечные и жировые клетки. Это обеспечивается транслокацией транспортера глюкозы GLUT4 из внутриклеточных хранилищ на поверхность клеток.

Чувствительный к инсулину GLUT4 сохраняется внутриклеточно в мышечных и жировых клетках. В ответ на инсулин GLUT4 транслоцируется на клеточную поверхность, где способствует поступлению глюкозы в эти чувствительные к инсулину ткани.

Модель, которя удовлетворяет всем имеющимся данным по транспорту GLUT4, базируется на внутриклеточном cycling GLUT4 между сетью trans-Golgi, эндосомной системой и плазматическими мембранами. Согласно этой модели обсуждается роль инсулина. Рассмаириваются и др. потенциальные модели.

Очевиднго, что высвобождения GLUT4 на клеточную поверхность жировых и мышечных клеток недостаточно для объяснения повышения поступления глюкозы в эти клетки, следовательно, должны быть и др. уровни регуляции, такие как усиление активности транспортеров, возможно также регулируемого инсулином.

Чтобы понять, как insulin вызывает транслокацию GLUT4 на клеточную поверхность insulin-чувствительных клеток, необходимо идентифицировать связь между путями передачи сигналов инсулина и machinery GLUT4 транспорта.

Leto D, Saltiel AR.
Regulation of glucose transport by insulin: traffic control of GLUT4.
Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 May 23;13(6):383-96. doi: 10.1038/nrm3351.

Несмотря на ежедневное голодание и приемы пищи уровни глюкозы в плазме обычно поддержвиваются в узких пределах благодаря гормонам инсулину и глюкагону. Инсулин увеличивает потребление глюкозы в жировых и мышечных клетках путем регуляции доставки пузырьков, которые содержат glucose transporter type 4 (GLUT4). Новая информация о передаче сигналов insulin показывает, что события фосфорилирования инициируются с помощью того, что инсулиновый рецептор регулирует ключевые белки доставки GLUT4, включая малые GTPases, закрепляющие комплексы и аппарат слияния пузырьков. Эти белки, в свою очередь, контролируют перемещение GLUT4 через систему эндосом, формирование и сохранение специализированных GLUT4 пузырьков хранилищ и целенаправленный экзоцитоз этих пузырьков. Понимание этих процессов может помочь объяснить развитие резистентности к инсулину при диабете типа 2 и предоставить новые потенциальные терапевтические мишени.
Рисунки к статье

Insulin
A 51-amino acid pancreatic hormone that plays a major role in the regulation of glucose metabolism, directly by suppressing endogenous glucose production (GLYCOGENOLYSIS; GLUCONEOGENESIS) and indirectly by suppressing GLUCAGON secretion and LIPOLYSIS. Native insulin is a globular protein comprised of a zinc-coordinated hexamer. Each insulin monomer containing two chains, A (21 residues) and B (30 residues), linked by two disulfide bonds. Insulin is used as a drug to control insulin-dependent diabetes mellitus (DIABETES MELLITUS, TYPE 1).

Glucose Transporter Type 4
A glucose transport protein found in mature MUSCLE CELLS and ADIPOCYTES. It promotes transport of glucose from the BLOOD into target TISSUES. The inactive form of the protein is localized in CYTOPLASMIC VESICLES. In response to INSULIN, it is translocated to the PLASMA MEMBRANE where it facilitates glucose uptake.

Glucose Transporter Type 2
A glucose transport facilitator that is expressed primarily in PANCREATIC BETA CELLS; LIVER; and KIDNEYS. It may function as a GLUCOSE sensor to regulate INSULIN release and glucose HOMEOSTASIS.

Glucose Clamp Technique
Maintenance of a constant blood glucose level by perfusion or infusion with glucose or insulin. It is used for the study of metabolic rates (e.g., in glucose, lipid, amino acid metabolism) at constant glucose concentration.

Metformin
A biguanide hypoglycemic agent used in the treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus not responding to dietary modification. Metformin improves glycemic control by improving insulin sensitivity and decreasing intestinal absorption of glucose. (From Martindale, The Extra Pharmacopoeia, 30th ed, p289)

REGULATED TRANSPORT OF THE GLUCOSE TRANSPORTER GLUT4

Leto D, Saltiel AR. Regulation of glucose transport by insulin: traffic control of GLUT4. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 May 23;13(6):383-96. doi: 10.1038/nrm3351.

Leto D, Saltiel AR.
Regulation of glucose transport by insulin: traffic control of GLUT4.
Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 May 23;13(6):383-96. doi: 10.1038/nrm3351.