Tema 3 (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 2º curso
Asignatura Bioquímica II
Año del apunte 2013
Páginas 13
Fecha de subida 17/10/2014
Descargas 25
Subido por

Vista previa del texto

Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 TRANSPORTADORS DE MEMBRANA Hi ha molts tipus de transport gràcies als quals es pot produir l’intercanvi de molècules a la cèl·lula. La membrana, tot i ser una bicapa lipídica, necessita també de transportadors per poder-ne fer el transport de lípids.
CONSIDERACIONS ENERGÈTIQUES Recordem coses bàsiques relacionades amb els canvis energètics associats a un transport. A la imatge veiem un recipient en el qual hi ha dos compartiments separats per una membrana semipermeable, on a un costat hi ha una concentració molt més elevada d’un solut que l’altre costat. En aquest cas el flux més gran d’aigua anirà des de la solució amb una concentració més gran fins a la que té una concentració més petita. Si es tracta d’un compost neutre el que determinarà aquest pas serà únicament la diferència de gradient.
També podem trobar una situació en la qual a part d’haver-hi concentracions diferents de compostos, que aquests estiguessin carregats. De manera que en aquest cas, no només hem de tenir en compte la diferència en la concentració de compostos sinó que també hem de considerar les càrregues en els dos compartiments.
Això fa que el canvi d’energia lliure que es produeix en el transport d’aquests compostos a la membrana sigui igual a: Hem de recordar els diferents factors que poden afectar a un transport: component de concentració, component de càrrega de l’ió que es transporta i component de diferència de potencial.
Sabem que els enzims per tal d’afavorir les reaccions enzimàtiques baixen l’energia d’activació. Els transportadors, d’una manera similar, permeten que si tenim un compost lliure i per entrar o sortir necessita una energia molt gran, s’encarreguen de baixar aquesta energia. Ara bé, perquè es produeixi el transport cal que el compost a transportar interaccioni amb el transportador, formant així un complex d’unió.
Posteriorment es produirà el descomplexament. Per tant, s’han de produir tres fenòmens: interacció, transport i dissociació. Afectant a aquests tres estats es pot influir en la velocitat de transport.
1 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 TIPUS DE TRANSPORT Els tipus de transportadors es poden classificar de moltes maneres. Nosaltres els diferenciarem en:  Difusió simple. Es un tipus de transport poc freqüent ja que no necessita de transportadors.
 Difusió facilitada. Transportadors que són canals i que permeten l’entrada o sortida del compost en funció de la concentració de la càrrega.
 A les cèl·lules els hi interessa captar compostos que estan en el medi que les envolta i que segurament estaran a concentracions més altes al interior. Així doncs, necessitem sistemes de transport a contra de gradient els quals tindran una despesa energètica. A aquest transport li anomenem transport actiu i diferenciem en: o Transport actiu primari. Es gasta energia, principalment ATP.
o Transport actiu secundari. El primer que es fa és crear un gradient iònic, de manera que l’entrada o sortida del compost que volem a contra gradient es vegi impulsada pel moviment iònic a favor de gradient.
 Canals iònics. Es produeix a favor de gradient. Són sistemes que intercanvien ions i que poden estar regulats per un lligand o un altre ió.
 Transport iònic facilitat per ionòfor. En aquest sistema, trobem un compost liposoluble que es pot inserir dins la bicapa lipídica i que a més tingui la capacitat d’interaccionar amb un solut. Així doncs, un cop interaccioni amb el solut (un ió en la majoria de casos) es podrà difondre per la bicapa i deixar anar el compost una vegada l’hagi travessat.
Classificació de transportadors: 2 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 TIPUS DE TRANSPORTADORS ATPases i transport de cations Dintre dels transportadors trobem les ATPases que participen en el transport a contra de gradient i que per tant necessiten energia. Trobem diversos tipus d’ATPases però les més clàssiques són les de tipus P que es denominen així perquè durant el mecanisme d’actuació es forma un intermediari fosforilat.
ATPases del tipus P En el cas de les ATPases del tipus P hi ha una fosforilació però no és com les que hem vist anteriorment en serina o treonina sinó que el que es forma és la unió del fosfat a la cadena lateral de l’aspartat, formant així el fosforilaspartat. En aquest cas no és necessari cap quinasa ni cap fosfatasa perquè es produeixi. La incorporació del fosfat es pot considerar com un intermediari en el procés. Cal fer una diferenciació entre les modificacions reversibles i les irreversibles: les modificacions en serina o treonina són duradores en el temps mentre que en aquest cas la incorporació i la posterior eliminació es produeix de manera ràpida.
Les ATPases de tipus P són proteïnes que tenen un domini transmembrenal i que està format per diferents segments en hèlix alfa que composen el pas però on passaran els ions. A la imatge el que observem és una ATPasa de calci, és a dir, bombeja calci des d’una part de la membrana cap a un altre. A part d’aquesta estructura transmembranal trobem que hi ha un domini més gran que no està inserit dins la membrana. Podem veure clarament els diferents dominis que hi ha fora de la membrana que tenen mobilitat, els diferenciem en:  Domini P. En aquest domini trobem l’aspartat 351 que és on s’incorpora el fosfat.
 Domini N. En aquest domini s’uneix el nucleòtid, recordem que estem parlant d’ATPases i per tant el nucleòtid serà ATP (l’hidrolitzarà) o ADP.
 Domini A. Aquest domini juga un paper molt important durant el procés de transport i canvis conformacionals, i per aquest motiu també se li coneix com domini efector.
La estructura d’aquestes ATPases es va veure per primera vegada al reticle sarcoplàsmic dels músculs i es va relacionar amb la seva contracció. S’ha vist que l’estructura de l’ATPasa del reticle sarcoplàsmic és molt similar a la ATPasa que bombeja calci en el reticle endoplàsmic. Cal tenir present que aquesta bomba és important en la via de senyalització de la fosfolipasa C.
Aquesta ATPasa que transporta calci també pot tenir certa activitat intercanviant els lípids entre les diverses cares de la membrana, és a dir, intervé en el moment de flip – flop.
3 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 Bomba de tipus P: bomba de calci La bomba de calci del reticle sarcoplàstic és molt semblant a la del reticle endoplàstic.
És per això que cada cop més en les bombes tipus P o de calci se les denominen bombes tipus SERCA, és a dir, bombes que bombegen calci des del reticle endoplàstic o sarcoplàstic.
Trobem diversos dominis en aquesta proteïna: el domini transmembranal M que és el que forma el canal, el domini d’unió del nucleòtid (N), el domini de fosforilació (P) i el domini efector (A).
FUNCIONAMENT DE LA BOMBA DE CALCI Suposem una situació inicial en la que hi hagut un alliberament de calci des del reticle sarcoplàsmic o endoplàsmic fins al citosol, on augmenta la concentració notablement. Un cop el calci ha produït senyal ha d’entrar novament al reticle, on la concentració continua sent més elevada que al citosol.
Quan la bomba està en la situació inicial, el calci té tendència a interaccionar amb alguns residus que formen les cadenes polipeptídiques transmembranals de la bomba SERCA, és a dir, la ATPasa. Com que la concentració al citosol és més alta que la del citosol en condicions basals, hi ha tendència a interaccionar amb la ATPasa. Cal tenir present que en aquest moment la bomba no té cap nucleòtid (ATP) unit.
Un cop el calci entra cap endins, i queda unit en el lloc intern, provoca un canvi en la conformació d’aquesta subunitat fent que variï també la conformació d’altres subunitats. De manera que el calci mentre va entrant canvia la conformació d’altres subunitats. Amb aquest procés un complex d’ATP-magnesi s’uneix a la subunitat N. El magnesi és requerit en el procés de transferència de fosfat.
En el moment que s’uneix ATP-magnesi i el calci està dins, hi ha un canvi de conformació i passen a entrar en contacte el domini N i el de fosforilació P. El fosfat gamma queda encarat cap al domini P, com a conseqüència d’això el fosfat terminal de l’ATP és transferit al aspàrtic situat al domini de fosforilació. Al trencar-se aquest ATP es forma ADP i fosfat, fent que es perdi la interacció entre el domini N i el domini P. El domini N s’obre i l’ADP es pot alliberar.
Quan es produeix aquest canvi, en una part hi ha un canvi en la conformació del domini P que es transmet a un canvi en la conformació del domini M (transmembrana). Això provoca que se separin les hèlix que conformen aquest domini cap a la part del lumen, de dins del reticle, de manera que el calci que hi estava unit sigui alliberat cap a dins.
4 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 A la vegada, el domini efector que tenia una conformació diferent, degut al canvi en estructura dels altres dominis, passa a poder girar i a contactar amb el domini on hi ha un fosfat incorporat (P). En el moment en el qual el domini efector passa a contactar amb els dominis P i N s’afebleix la interacció amb el fosfat i la cadena lateral del aspàrtic el que provoca l’alliberament del fosfat i també del magnesi. En aquest moment la bomba torna a la situació basal.
Aquest mecanisme es produirà sempre que la concentració de calci sigui més alta en el citosol que en les condicions basals i sempre que hi hagi ATP per tal que es pugui produir.
La bomba de calci és un exemple dels mecanismes d’actuació de les ATPases que bombegen ions a traves de les membranes biològiques. Aquesta ATPasa s’ha vist que és la diana d’actuació de la digitoxigenina que és un dels esteroides cardiotònics que augmenta la contracció del moviment cardíac. El que fan és que la concentració de calci en el citosol es mantingui, d’aquesta manera es transporta la contracció. Això ho fa perquè l’esteroide cardiotònic bloqueja l’alliberament de fosfat inorgànic, de manera que el procés no pot funcionar.
Bomba tipus P: ATPasa de sodi i potassi La ATPasa de sodi i potassi és un dels tipus de bombes de ions, concretament cations, que en el seu mecanisme d’actuació tenen una etapa intermèdia que està fosforilada. La bomba de sodi i potassi no és un sistema de transport simultani si no que està elaborat en parts. Ens permet treure sodi i introduir potassi.
En aquest transportador és molt important la estequiometria dels ions que participen. Surten tres sodis i entren 2 potassis, de manera que l’interior de la cèl·lula perd càrregues positives i en conseqüència l’interior cel·lular es vagi fent cada cop més negatiu i l’exterior més positiu. Aquest és un dels factors que contribueixen a la formació de potencial de membrana.
El transportador de calci està relacionat amb la resposta de missatgers secundaris, mentre que aquesta bomba permet el manteniment del potencial de membrana.
5 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 FUNCIONAMENT DE LA BOMBA DE SODI POTASSI La bomba sodi potassi està situada a la membrana plasmàtica de la cèl·lula i s’encarrega de fer un transport cap endins com cap enfora.
1.
A l’estat inicial trobem una conformació (Enz1) en la qual la bomba està oberta cap a la part del citosol, encarant els llocs d’unió pel sodi. En aquest moment, el sodi entra i s’uneix a aquests llocs d’unió.
2.
Posteriorment uneix ATP i l’hidrolitza a ADP i fosfat. Obtenim un intermediari en el qual la ATPasa està fosforilada (Enz2). Es produeix un canvi conformacional en el qual el llocs d’obertura al citosol queden tancat i s’obren els de la cara externa de la cèl·lula.
3.
El sodi que hi havia unit a l’enzim s’allibera cap a l’exterior. El moment en què es produeix aquest alliberament de sodi, el canal queda obert per tal que puguin entrar altres ions. Quan està en aquesta conformació fosforilada, la afinitat pel sodi disminueix però a la vegada augmenta l’afinitat pels llocs d’unió del potassi.
4.
El potassi entra a l’ATPasa i es queda als seus llocs d’unió, de manera que el procés continua amb l’alliberació del fosfat inorgànic. Amb aquesta transferència de fosfat es perd el que hi havia incorporat a l’ATPasa de manera que es torna a la situació inicial on l’afinitat pel potassi disminueix. Com que el canal queda obert cap a l’interior, s’allibera el potassi.
5.
L’afinitat pel sodi torna a augmentar, de manera que el procés es pot continuar donant si hi ha ATP.
ATPases del tipus F Les bombes del tipus F són ATPases en les quals durant el mecanisme d’actuació no es forma cap intermediari fosforilat.
Aquestes bombes es denominen del tipus F perquè es troben dins del grup que es denomina com factors d’acoblament d’energia. L’exemple més clar d’aquests és la ATPsintasa que trobem a la membrana mitocondrial interna.
Quan la ATPsintasa mitocondrial està aïllada no actua com una ATPsintasa sinó com una ATPasa, és a dir, depenent de les condicions i del lloc on s’expressi podem dir que pot ser del tipus ATPsintasa o ATPasa. Es característica de cada organisme ja que no són totalment idèntiques però com a model s’assemblen molt.
Aquest tipus de bombes mitjançant la hidròlisi de l’ATP permeten en pas de protons, en aquest cas actuaria com una ATPasa. Si funciona al revés i produeix ATP funciona com una ATP sintasa.
6 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 Transportadors del tipus ABC Un altre tipus de transportadors que trobem a la cèl·lula són els transportadors ABC. Aquest nom prové del fet que tenen llocs d’unió per l’ATP (ATP Binding Cassette). La seva estructura està formada per diverses hèlix alfa que travessen la membrana i després dominis citoplasmàtics on hi ha la regió d’unió amb nucleòtids (NBDs). Composen una família molt extensa de transportadors i durant el transport uneixen l’ATP i l’hidrolitzen per donar lloc a ADP i fosfat inorgànic.
Els transportadors del tipus ABC solen tenir dos dominis d’unió de nucleòtids (a la imatge ho veiem vermell fort i clar) i després també tenen dos dominis transmembrana. De fet, aquests transportadors de tipus ABC poden estar formats per una sola cadena polipeptídica que al replegar-se donin dos dominis d’unió de nucleòtids i dos dominis transmembrana, o bé pot estar constituït per dues subunitats on cadascuna té un domini d’unió de nucleòtid i un domini transmembrana.
El nombre d’hèlix transmembrana varia en funció del tipus de transportador, tot i que sol estar entre 10 i 20. Son un tipus de transportador molt variat i estan implicats en el transport d’un gran nombre de metabòlits com aminoàcids, pèptids, ions metàl·lics, proteïnes, lípids, sals biliars i molts compostos hidrofòbics.
TRANSPORTADORS MDR El transportador MDR1 és un tipus de transportador ABC i que té la característica que a part de transportar metabòlits també pot transportar fàrmacs i drogues.
Aquest transportador està constituït per una única cadena polipeptídica que dóna lloc a un extrem N-terminal (domini transmembrana) que ve seguit per un domini d’unió a nucleòtid al que li segueix un domini transmembrana i per últim, en Cterminal, un altre domini d’unió a nucleòtid.
Aquests transportadors solen transportar compostos des de dins cap a en fora i per fer-ho hidrolitzant ATP. El transportador MDR podria ser beneficiós en un procés de destoxificació ja que si un compost tòxic entra dins la cèl·lula el podrà bombejar cap enfora. Transporten bàsicament compostos hidrofòbics. També té efectes negatius, ja que si per exemple volem tractar cèl·lules tumorals amb fàrmacs específics aquests siguin expulsats ja que aquestes cèl·lules passen a expressar una gran quantitat de transportadors ABC, i per tant el fàrmac de quimioteràpia no pot entrar dins la cèl·lula. Actualment, hi ha diferents teràpies que combinen l’efecte antitumoral i el bloqueig d’aquests transportadors.
En condicions normals, és un bon transportador ja que no permet l’efecte tòxic. Tot i que si l’efecte tòxic el volem generar nosaltres és dolent.
7 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 TRANSPORTADOR CFTR Un altre tipus de transportador ABC és el que està relacionat amb la fibrosi quística, el CFTR. La fibrosi quística és una patologia en la qual hi ha una alteració en la secreció de mucoses a nivell ed pulmons. Els pulmons estan recoberts d’un polisacàrid que permet que durant el procés de respiració els alvèols es vagin contraient i després se separin. En la fibrosi quística hi ha una secreció anòmala dels mucopolisacàrids i això permet que hi hagi un creixement d’alguns tipus de bacteris, que si són suficientment forts aturen el procés respiratori.
S’ha vist que la patologia està relacionada amb l’alteració del transportador CFTR que és un regulador de la conductancia transmembrana. Es tracta d’un transportador de clorurs i la funció de la proteïna alterada és transportar-los cap a fora.
El transportador CFTR té una estructura en la qual hi ha un tros transmembrana, un tros NBD, tros transmembrana i finalment tros NBD. Això ho podem observar a la imatge.
Pel que fa al funcionament d’aquests transportadors podem dir que, quan els NBDs no tenen unit ATP el canal estarà tancat i per tant no es permet la sortida de clorurs. Quan s’uneix l’ATP a cada NBD es provoca un canvi de conformació fent que els NBDs quedin en contacte. Aquest fet provoca un canvi en els dominis transmembranals que permeten la sortida de clorur. Després, quan l’ATP s’hidrolitza es torna a la situació inicial.
En aquest transportador s’ha vist que el que succeeix en el cas de la fibrosi quística és que sol haver-hi una deleció en alguns dels residus, normalment la Phe 508, la qual cosa provoca que els ATPs no es puguin unir correctament i per tant que la bomba no funcioni. Cal tenir present que hi ha altres mutacions que també ho generen.
Amb l’estudi del funcionament es va trobar que no és una ATPasa del tipus P ja que és un transportador que ja està fosforilat.
Llavors, es va veure que el fosfat no canviava durant el mecanisme d’actuació sinó que es quedava unit. Aquest fosfat no es una incorporació durant el procés enzimàtic sinó que és una fosforilació covalent que es produeix mitjançant la PKA depenent d’aMPc. Així doncs, la incorporació del fosfat respondrà a la presència de senyals extracel·lulars que vagin a través de l’AMPc i per tant en els casos que hi hagi una mutació en el centre de fosforilació per la PKA, el canals de clorur tampoc funcionaran.
Per tant, direm que és un sistema que ve regulat per la unió d’ATP en el qual s’han trobat mutacions a partir de les quals deixa de ser funcional. Alhora la seva funcionalitat ve lligada a la presència de llocs de fosforilació, de moment només s’ha trobat un, per la PKA i en conseqüència és un transportador que respon a un senyal extracel·lular com ara l’adrenalina i generalment a tot allò que afecta als nivells d’AMPc.
8 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 TIPUS DE TRANSPORT ACTIU En general, els transportadors de metabòlits els podem classificar segons estiguin lligats al transport passiu o actiu que el podem dividir en :  Transport actiu primari.
 Transport actiu secundari. ATPasa on es genera un gradient que permet mitjançant un cotransport que el substrat S entri a l’interior de la cèl·lula malgrat que la concentració a l’interior sigui més alta que a l’exterior. El gradient que es crea de X, metabòlit que surt gràcies a un sistema de transport actiu, és molt més gran que el que es crea amb la concentració del substrat S. Això permet que mitjançant un cotransport S entri cap a dins de la cèl·lula ja que la concentració de l’altre compost és més petita a dins.
Els sistemes de transport també es poden classificar segons el que transporta:  Uniport. Transport d’un sol compost.
 Cotransport. Transport simultani de dos compostos. En podem diferenciar: o Simport si els dos compostos van en el mateix sentit.
o Antiport o antiparal·lel si els compostos van en sentits contraris.
Per exemple, els sistemes de transport primari podrien crear un gradient que després estigués lligat a un sistema antiport.
El que hem vist fins ara són els exemples més significatius de transportadors, però molt menys són els únics. Quan anteriorment explicàvem la bomba sodi potassi i dèiem que contribuïa al potencial de membrana, cal tenir present que només és un dels transportadors que hi contribueixen, hi ha molts més. Hi ha una gran diversitat en els transportadors, que s’expressen diferent segons el tipus de transportador i tenen funcions diferents en quant a la seva capacitat de transport, cinètica,etc.
TRANSPORTADORS DE GLUCOSA Ara veurem un tipus específic de transportador de glucosa. Recordem que la glucosa és el metabòlit que s’utilitza com a font d’energia més habitual en totes les cèl·lules vives.
En els transportadors de glucosa es va veure que el transport anava facilitat per la difusió a favor del gradient, és a dir, anava des d’una part de la membrana amb una concentració de glucosa més alta fins a una altra on era més baixa. Per tant, si la concentració de glucosa és més alta a la sang que a les cèl·lules, entra dins d’elles. Si la concentració és més baixa a la sang, sortirà.
9 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 Un dels primers transportadors de glucosa que es van estudiar van ser els dels eritròcits i s’anomena Glut1. A la imatge podem observar quin és el model: transportador obert cap a l’exterior cel·lular, on si la concentració de glucosa és molt alta es produirà la unió la qual cosa provocarà un canvi conformacional del transportador fent que quedi obert cap a l’altre banda. La glucosa que estava unida s’alliberarà i entrarà cap a dins la cèl·lula. Un cop s’ha alliberat torna a la situació inicial.
Al llarg dels anys es va veure quins eren els requisits que tenien uns transportadors per ser un transportador de glucosa i sabent això i investigant els genoma es van establir els gens que codifiquen per proteïnes que formen els transportadors de glucosa.
Observem a la taula que poden haver-hi 12 transportadors de glucosa diferents. D’aquests només hi ha uns quants, concretament els 6 primers, que estan caracteritzats com a autèntics transportadors.
Dels transportadors confirmats, el GLUT6 es va veure que potser no tenia funció de transportador, és a dir, a partir del seu DNA es podia pensar que funcionaria com un transportador però un cop es va fer l’experiment es va veure que no.
El GLUT 5 al fer els estudis es va veure que realment tampoc és un transportador específic per la glucosa ja que transportava preferiblement fructosa.
Així doncs, tenim només 4 transportadors de glucosa autèntics que van ser els primers que es van definir i caracteritzar. Tots els transportadors tenen una diferent expressió titular, és a dir, no tots els transportadors estan presents en tots els tipus cel·lulars.
Alguns d’aquests transportadors tenen una expressió àmplia però d’altres la tenen molt restringida. Concretament:  GLUT 1 s’expressa en tots els teixits.
 GLUT 2 s’expressa sobretot en fetge i pàncrees, especialment en les cèl·lules beta pancreàtiques (encarregades de sintetitzar la insulina. En ocasions també el trobem a l’intestí.
10 Judith Gonzàlez Gallego  GLUT 3 s’expressa específicament al cervell.
 GLUT 4 el trobem al múscul, al múscul cardíac i al teixit adipós.
Bioquímica II T3 Aquests poden tenir també diferents funcions segons el tipus de transportador:  GLUT 1 transport de glucosa basal.
 GLUT 2 s’encarrega d’eliminar glucosa per un excés. La glucosa és captada pel fetge després d’una ingesta i serà acumulada cap a glicogen. A la cèl·lula beta pancreàtica servirà per detectar nivells de glucosa alts i que les cèl·lules secretin insulina. En el  GLUT 3 serveix per garantir la captació de glucosa en el cervell que és important perquè les neurones en estat basal només s’alimenten de glucosa, quan es produeix un dejuni prolonga es van acostumant als cossos cetònics. Així doncs, les neurones no utilitzen altres nutrients.
 GLUT 4 és un transportador que es caracteritza per estar controlat per insulina. No és l’únic però en els altres els efectes són poc marcats o bé requereixen temps llargs i en aquest cas els canvis són molt forts en temps curts.
En aquest cas, la Km fa referència a la sensibilitat que té per variar la seva activitat en funció dels canvis en la concentració de glucosa. Normalment, en la situació basal la concentració de glucosa està al voltant dels 5 mM (valors de glucèmia estàndard). La concentració de glucosa en sang varia depenent de la dieta però els canvis poden pujar bastant fins que respon el pàncrees, que s’encarrega de retirar-la, i sol arribar a valors alts entre 10 i 12 mM. Durant els períodes de dejuni, la concentració de glucosa baixa però normalment sol mantenir-se en 4 mM.
Els transportadors es comporten diferent en funció dels canvis de glucosa. La Km no és realment una Km ja que la glucosa no es metabolitza sinó que es transporta i no es veu modificada durant el procés, fa referència a la concentració de substrat necessària per assolir la meitat de la velocitat màxima.
11 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 Els transportadors tenen respostes diferents a les concentracions de glucosa:  GLUT 1. La Km és de 1 mM, sabent que la concentració basal és de 5 mM podem dir que el transportador actuaria au na velocitat molt superior a la meitat de la velocitat màxima. No arribarà a estar a velocitat màxima però és propera. Si la concentració de glucosa es troba entre 10 i 15 mM el canvi en el transport serà petit ja que a aquesta concentració ja està en velocitat màxima. A 4 mM la velocitat haurà caigut una mica però el canvi respecte a 5mM serà molt petit. Així doncs, aquest transportador és insensible als canvis de glucosa en sang i sempre funcionarà a una velocitat propera a la màxima, entre el 80 i el 95%.
 GLUT 2. La Km se situa entre els 15 i els 20 mM, de manera que en concentració basal de glucosa la seva velocitat és mínima. Aquest transportador està realment regulat per la concentració de glucosa en sang. Quan els nivells de glucosa en sang són baixos, el fetge allibera glucosa. Mentre que si els nivells de glucosa són alts, el fetge la capta i l’emmagatzema en forma de midó.
 GLUT 3. Té una Km de 1 mM, de manera que de igual formar que el GLUT 1 no serà regulat per la concentració de glucosa en sang. Observem que en aquesta taula el GLUT 3 està en tots els teixits i en l’anterior no deia el mateix, això passa perquè sabem que el tant per cent d’expressió pot variar en funció del teixit i el llindar per indicar si el transportador pertany a aquell teixit o no depèn del investigador, de manera que poden tenir criteris diferents.
 GLUT 4. Té una Km de 5 mM de manera que els canvis en la concentració de glucosa sí que afectaran a la velocitat de transport.
Com a transportadors de glucosa caracteritzats totalment són des del 1 fins al 4. El 1 i el 3 actuen a concentracions de glucosa basal.
Control de GLUT 4 per insulina El pàncrees senyalitza la situació a partir d’insulina. Si ha molta més glucosa en sang que en condicions basals, se secreta insulina. El mecanisme de resposta hormonal és a nivell de la síntesi d’insulina.
El transportador GLUT 4 té la capacitat de variar la capacitat de transport en funció de diferents condicions. Per exemple, amb entrenament o exercici físic augmenten la capacitat del GLUT 4 i per tant permet que entri més glucosa en el múscul.
En un principi es va pensar que la insulina, per alguna de les vies de senyalització que posa en marxa, provocaria un canvi en la conformació del transportador, que recordem que se situa a la membrana plasmàtica. Aquest fet augmentaria la velocitat de transport. Quan es van estudiar les propietats cinètiques del transportador es va veure que en condicions basals i en presència d’insulina eren pràcticament iguals, el que variava era el nombre total de transportadors que hi havia a la membrana plasmàtica.
12 Judith Gonzàlez Gallego Bioquímica II T3 El transportador GLUT 4 és una de les típiques proteïnes de membrana que poden estar exposades a la membrana plasmàtica o bé poden estar en vesícules d’endocitosi (endosomes). Si el transportador està en endosomes no podrà induir que es capti glucosa. Per tant, si la capacitat per captar glucosa ha d’augmentar, la cèl·lula posarà en marxa els mecanismes per tal que els endosomes vagin cap a la membrana plasmàtica fent que el nombre de transportadors que hi trobem augmenti. D’aquesta manera tot i que no variïn les propietats cinètiques s’augmenta la velocitat de transport.
D’aquest procés es coneixen algunes de les etapes que intervenen. Sembla que la via de la PI3K/PKB quinasa és molt important però està clar en quin punt actua. El que sí se sap és que la insulina provoca el retorn del transportador de glucosa GLUT 4 des de dintre de la cèl·lula cap ala membrana plasmàtica.
Si recordem l’esquema de transportador de glucosa GLUT 1 (pàgina 10) podem veure que els transportadors tenen la capacitat d’actuar en ambdues direccions. El fet que actuïn entrant glucosa o fent sortir glucosa dependrà de la diferència de concentracions que hi hagi entre fora de la cèl·lula i dintre de la cèl·lula. Tot i això, cal tenir present que no tots els teixits poden actuar alliberant glucosa cap a la sang. Aquest fet ho veurem en temes posteriors.
13 ...