李其龙，陈珊，赵莹，郑可欣，张立军

    GLUT1的结构和基因表达调控

    李其龙，陈珊，赵莹，郑可欣，张立军

    110866 沈阳农业大学生物科学技术学院

    葡萄糖是植物、动物、微生物等细胞所需要的重要代谢物质之一，它既是呼吸作用优先利用的底物，也是细胞主要代谢物质之间相互转化的中间产物[1]。葡萄糖还是动物体内营养物质通过血液运输的主要形式[2]。在血液中的葡萄糖主要来自肠道的营养物质吸收和肝细胞的糖原分解[3]。无论是葡萄糖从消化道吸收或肝糖原分解进入血液，还是葡萄糖从血液进入需要葡萄糖的细胞，都需要细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(glucose transporter，GLUT)介导[4]。研究表明 GLUT 基因表达和蛋白活性不仅影响动物的营养吸收[5]、分配，还与高血糖[6]、低血糖[7]、心脏病[8]及肿瘤的发生和转移后生长[9]等有关。GLUT 由一个多基因家族编码，在人体中有14 个成员[10]，其中 GLUT1 是在不同动物的多种细胞中普遍存在的成员之一，得到更多的关注。本文主要介绍 GLUT1 的结构、转运机制、编码基因的分布和表达调节方面的研究进展。

    1 GLUT1的分布、结构和转运机制

    1.1 GLUT1 的分布

    GLUT1 蛋白属于主要异化子超家族(major facilitator superfamily，MFS)，由 SLC2A1(solute carrier 2A)基因编码[11]。在人类中，GLUT 蛋白约由 500 个氨基酸残基组成，共有 14 种(GLUT1 ~ 14)。根据序列相似性，GLUT 蛋白分为三类：第一类包括 GLUT1 ~ 4 和 14，第二类为 GLUT5、7、9 和 11，第三类为 GLUT6、8、10、12和质子/肌醇同向共转运蛋白(H+/myo-inositol symporter，HMIT)[4, 10]。目前在 41 种动物、植物和微生物中鉴定到82 种葡萄糖转运蛋白[12]，在细菌中，鉴定到同属于 MFS 超家族的 GLUT 同源蛋白，如 Xy1E[13]。

    GLUT1 是最早发现的葡萄糖转运蛋白[14]，也是对葡萄糖亲和力最大的葡萄糖转运蛋白之一[15]。在不同物种中，GLUT1 蛋白所含有的氨基酸残基数量和排列存在较小差异。人类中的 GLUT1 由 492 个氨基酸残基组成[4]。斑马鱼的 GLUT1 含有 488 个氨基酸残基，与人类 GLUT1 相似度为 80%，主要差异位于 N 末端。鸡的 GLUT1 含有 490 个氨基酸残基 ......