Открыт новый белок, участвующий в процессе усвоения глюкозы

 В новом исследовании, проведенном под руководством Чжэн Цзян (Zhen Jiang), Ph.D., из Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорд-Бернем (Sanford-Burnham Medical Research Institute), идентифицирован белок – названный CDP138 – ответственный за обеспечение нормального встраивания GLUT4 в плазматическую мембрану. Результаты, опубликованные в журнале Cell Metabolism, углубляют понимание метаболизма глюкозы, нарушения в котором лежат в основе сахарного диабета 2 типа.

Все клетки нуждаются в глюкозе для производства энергии, необходимой им для выживания. Высокие уровни глюкозы в крови (например, после приема пищи) стимулируют выработку инсулина поджелудочной железой. В свою очередь, мышцы и жировые клетки отвечают на выделившийся инсулин транслокацией транспортеров глюкозы - GLUT4 – из внутриклеточных хранилищ к плазматической мембране. Там GLUT4 создают канал поступления необходимой клеткам глюкозы из кровотока.

Процесс поступления GLUT4 из внутриклеточных хранилищ к мембране клеток жировой и мышечной ткани проходит в два основных этапа: сначала с мембраной состыковывается пузырек, содержащий эти белки-транспортеры, а затем в мембрану встраиваются сами GLUT4 из состыковавшегося с ней пузырька. Триггером этого процесса является инсулин, а молекулярный путь, начинающийся с белка Akt2, как известно, инициирует оба этапа.

(Рис. healthymindfitbody.com)

Целью ученых было определить, как клетки специфически контролируют слияние GLUT4-содержащих пузырьков с внешней мембраной клетки. Для этого они начали поиск субстратов Akt2 – других белков, на которые воздействует Akt2. C помощью основанного на фосфопротеомике и РНК-интерференции функционального анализа они идентифицировали белок, названный ими CDP138. Генетически подавив его экспрессию в живых жировых клетках, они определили его точную функцию: ранее неизвестный белок необходим для оптимального стимулируемого инсулином переноса GLUT4 к поверхности клетки и слияния GLUT4-содержащих пузырьков с мембраной. Кроме того, ученые определили точную область CDP138, которая химически модифицируется Akt2, и показали, что без этой области CDP138 неспособен выполнять свою функцию.

Возможно, что CDP138 вносит вклад в развитие сахарного диабета у человека. Предварительные эксперименты показали, что генно-инженерные мыши с ожирением имеют более низкие уровни CDP138, чем нормальные животные. Предстоит выяснить, характерна ли подобная картина для организма человека и является ли наблюдаемая у мышей корреляция CDP138 с ожирением причиной ожирения или его следствием.

Процесс поступления GLUT4 из внутриклеточных хранилищ к мембране клеток жировой и мышечной ткани проходит в два основных этапа: сначала с мембраной состыковывается пузырек, содержащий эти белки-транспортеры, а затем в мембрану встраиваются сами GLUT4 из состыковавшегося с ней пузырька. Триггером этого процесса является инсулин. Белок CDP138 необходим для оптимального переноса GLUT4 к поверхности клетки и слияния GLUT4-содержащих пузырьков с мембраной. (Рис. cell.com/cell-metabolism)

«Сейчас мы работаем над мышиной моделью, у которой отсутствует белок CDP138», - говорит доктор Цзян. «В течение следующего года мы планируем получить ответ на вопрос, будут ли у таких мышей наблюдаться изменения в метаболизме глюкозы в ответ на инсулин и физические нагрузки».

По материалам Glucose Uptake Relies on Newly Identified Protein

 Источник: http://www.lifesciencestoday.ru/