ラットGLUT5の特性評価およびGLUT1グルコース輸送体とGLUT5フルクトース輸送体のキメラタンパク質の機能分析

GLUT5の生物学的および生化学的特性を調査するために、ラットGLUT5相補性DNAを中国のハムスター卵巣細胞にトランスフェクトしました。ラットGLUT5は、原形質膜のみを標的としており、グルコースではなくフルクトースの輸送活動を示しました。フルクトース（km = 11.6mm）に対する親和性は、glut2の親和性よりもはるかに高く、フルクトース輸送活性を持つ他のグルコース輸送体でした。興味深いことに、ラットGLUT5は0.5ミクロムシトカラシンBで光標識されていませんでしたが、同様の量のGLUT1は同じ実験条件下で適切にフォトラベル化されていました。次に、GLUT1および/またはGLUT5でのグルコース/フルクトースの輸送に必要なドメインを調査するために、いくつかのキメラGLUT1/GLUT5タンパク質を発現させ、それらのグルコースおよび/またはフルクトース輸送活性を研究しました。小細胞中間ループとドメイン7-12にまたがる膜に及ぶ膜を包含する領域は、GLUT1グルコース輸送に重要な役割を果たしていることが観察されましたが、N末端半分またはGLUT5の対応する領域を伴う細胞内C末端領域の置換は、顕著な顕著なものではありませんグルコース輸送活性への影響。対照的に、N末端から第6膜にまたがるドメインまでの領域を包囲するN末端の半分と細胞内C末端領域の両方が、GLUT5フルクトース輸送に必須でした。結論として、GLUT5はフルクトース専用のトランスポーターであり、フルクトース輸送の構造的要件は、ヘキソース輸送タンパク質間のグルコース輸送の構造要件よりも厳しいものです。

To investigate the biological and biochemical properties of GLUT5, rat GLUT5 complementary DNA was transfected into Chinese hamster ovary cells. Rat GLUT5 was exclusively targeted to the plasma membrane and exhibited a transport activity, not for glucose, but for fructose. The affinity for fructose (Km = 11.6mM) was much higher than that of GLUT2, the other glucose transporter with fructose transport activity. Interestingly, rat GLUT5 was not photolabeled with 0.5 microM cytochalasin B, whereas a similar amount of GLUT1 was adequately photolabeled under the same experimental conditions. Next, to investigate the domains required for transport of glucose/fructose in GLUT1 and/or GLUT5, several chimeric GLUT1/GLUT5 proteins were expressed, and their glucose and/or fructose transport activities were studied. The intracellular middle loop and the region encompassing the membrane spanning domains 7-12 were observed to have crucial roles in GLUT1 glucose transport, whereas replacement of the N-terminal half or the intracellular C-terminal region with the corresponding region of GLUT5 produced no marked effects on glucose transport activity. In contrast, both the N-terminal half encompassing the region from the N-terminus through the 6th membrane spanning domain and the intracellular C-terminal region were mandatory for GLUT5 fructose transport. In conclusion, GLUT5 is a transporter exclusively for fructose and the structural requirements for fructose transport are more stringent than those for glucose transport among hexose transporter proteins.