葡萄糖转运蛋白细菌同源体的晶体结构
葡萄糖转运蛋白1在泌尿系肿瘤中的研究进展
葡萄糖转运蛋白1在泌尿系肿瘤中的研究进展邓雷弘【摘要】葡萄糖转运蛋白1(GLUTs)是介导哺乳动物细胞葡萄糖转运的主要载体,其亚型GLUT1在体内葡萄糖转运体中分布最为广泛.研究表明,GLUT1在泌尿系肿瘤如肾癌、前列腺癌、膀胱癌、肾母细胞瘤中异常高表达,导致细胞内葡萄糖摄取增加,与肿瘤的发生、演变、侵袭、预后及耐药性密切相关.GLUT1作为肿瘤治疗的新靶点现已引起了广泛关注.文章主要就GLUT1在泌尿系肿瘤中的表达及其作用机制的研究进展进行综述,旨在为肿瘤的靶向分子治疗及预后提供新的切入点.%Glucose transporters protein (GLUTs) is the main carrier of glucose transport in mammalian cells, in which GLUT1 is the most widely distributed in glucose transporter in vivo. Studies have shown that GLUT1 has abnormally high expression in urinary tract tumors such as renal cell carcinoma,prostate cancer,bladder cancer and nephroblastoma,cleading to increased intracellu-lar glucose uptake,which is closely related to tumor occurrence,evolution,invasion,prognosis and drug resistance. As a new target of tumor therapy,GLUT1 has attracted extensive attention. This review summarizes the recent advances on the expression of GLUT1 in tumor and its mechanism,which can provide a new perspective for the treatment and prognosis evaluation of tumor.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】5页(P104-108)【关键词】泌尿系肿瘤;葡萄糖转运蛋白1;基因治疗靶点【作者】邓雷弘【作者单位】330006南昌,南昌大学江西医学院【正文语种】中文【中图分类】R7370 引言肿瘤细胞的恶性行为需要特殊物质供应和大量能量代谢的支撑，如肿瘤需要摄取大量葡萄糖为细胞提供丰富的能量和生物合成原材料。
葡萄糖转运蛋白GLUT体结构的总结报告ppt课件
更有意思的是, 研究发现一类只有 3次跨膜结构域的糖转运蛋白 SemiSWEET, 它们在细胞膜上可 能形成多聚体行使功能. 可能从进 化上来讲, MFS超家族蛋白是由3 次跨膜蛋白融合形成.除了跨膜结 构域外, 部分MFS超家族蛋白还具 有胞内结构域. 以XylE和GLUT1为 例, 在胞内区域还存在几个由 -螺 旋组成的胞内结构域.螺旋中的多 个带电荷氨基酸残基会与跨膜结构 域上的氨基酸残基产生相互作用, 底物转运实验也已经证实这些位置 上的突变会影响转运.
transporters，简称GLUTs）。
• ( 1 ) G L U T 1 功能完全缺失将致死，功能部分 缺失会使细胞对葡萄糖吸收不足而导致大脑萎缩、 智力低下、发育迟缓、癲痫等系列疾病，同时也会 因葡萄糖不能及时为人体利用消耗而导致血糖浓度 的异常升高。
• ( 2 ) G L U T 1 在癌细胞的新陈代谢过程中也发 挥着重要功能。癌细胞需要消耗超量葡萄糖也需要 通过转运蛋白来摄取，才能维持其生长扩增，由此 引起GLUT1在细胞中显著过量往往意味着有癌变发 生。因此，如能研究清楚GLUT1的组成、结构和工 作机理，就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人 工干预，有可能达到治疗相关疾病的目的。
重点分析
• GLUT1的三维晶体结构呈现经典的MFS家族折叠 方式----12个跨膜螺旋组成N端和C端两个结构域。 两个结构域之间的腔孔朝向胞内区，即该结构呈 现向内开放构象。而在结晶中用到的去污剂头部 恰好是葡萄糖苷，其结合位点与此前XylE中观测 到的葡萄糖结合位点基本重合，证实了MFS家族 具有单一结合位点。有趣的是，GLUT1在胞内可 溶区还具有一个由4个α螺旋组成的结构域（简称 ICH），这一序列只在MFS中的糖转运蛋白亚家族 中(Sugar Porter subfamily)观察到，因此ICH是属 于该家族蛋白的特有结构特征。
葡萄糖转运蛋白家族的生物学功能与意义研究
葡萄糖转运蛋白家族的生物学功能与意义研究近年来，葡萄糖转运蛋白（Glucose Transporter，简称GLUT）家族的生物学功能与意义研究备受关注。
GLUT家族成员广泛分布于各种细胞和组织中，参与调节葡萄糖等营养物质的运输和代谢。
本文将从GLUT家族的结构、调节、功能和相关疾病等方面综述其生物学意义和前景。
结构与调节GLUT家族成员共有14种，命名为GLUT1-14。
它们的结构主要由12个跨膜螺旋组成，在细胞膜上形成一个由口袋结构和通道形态构成的三维立体框架。
GLUT在体内水平分布、表达速度和活性均受到严格的调控。
例如，GLUT4是胰岛素介导的葡萄糖转运蛋白，只能在胰岛素信号作用下从内质网和Golgi体移动到细胞膜表面。
因此，GLUT4在这个过程中起到了胰岛素信号转导和细胞膜表面定位的重要角色，而GLUT1和GLUT3则始终表达在细胞膜上，发挥着常规的葡萄糖转运功能。
此外，环境因素（如催化剂、pH值等）也能够影响GLUT家族成员的表达和活性。
功能和意义GLUT家族成员在细胞和组织中发挥着重要的生物学功能，如下：1. 葡萄糖转运功能：GLUT家族成员能够运输葡萄糖进入细胞内，是细胞能源代谢的重要一环；2. 营养调节功能：GLUT家族成员还能够调节其他营养物质的运输和代谢，如维生素C、糖酵解产物等；3. 神经递质调节功能：GLUT家族成员在神经系统中还具有重要的神经递质调节功能，如GLUT3在神经元中具有重要的谷氨酸转运功能；4. 肿瘤诊疗功能：GLUT家族成员在肿瘤细胞中也具有显著的表达和功能，成为肿瘤诊疗的重要标志物之一。
相关疾病GLUT家族成员在许多疾病的发生和发展中都发挥着重要的作用。
例如：糖尿病、肥胖症和心血管疾病等，它们的发生与GLUT在葡萄糖运输、代谢和调控中出现的异常有密切关系。
此外，研究人员还发现，一些肿瘤细胞的GLUT表达水平异常高，因此，利用GLUT家族成员识别肿瘤细胞并进行肿瘤治疗的策略也正在得到广泛的研究。
生物膜内葡萄糖转运蛋白的结构与功能研究
生物膜内葡萄糖转运蛋白的结构与功能研究葡萄糖作为生物体内重要的能量来源之一，在细胞内的运输过程中起着至关重要的作用。
生物膜内葡萄糖转运蛋白是负责细胞内葡萄糖运输的关键蛋白质，其结构与功能的研究对于揭示细胞内物质运输的机制具有重要意义。
一、葡萄糖转运蛋白的结构葡萄糖转运蛋白是一类跨膜蛋白，通常由12个跨膜α螺旋组成。
这些螺旋结构形成了一个中空的通道，可以容纳葡萄糖分子通过。
葡萄糖转运蛋白的结构在不同生物体中存在差异，但其整体结构和功能基本相似。
二、葡萄糖转运蛋白的功能葡萄糖转运蛋白的主要功能是将葡萄糖分子从细胞外运输到细胞内。
这个过程是通过葡萄糖转运蛋白的构象变化来实现的。
在细胞外葡萄糖浓度较高的情况下，葡萄糖转运蛋白处于开放状态，葡萄糖分子可以进入通道并被转运到细胞内。
而在细胞内葡萄糖浓度较高的情况下，葡萄糖转运蛋白处于关闭状态，阻止葡萄糖分子的进入。
除了葡萄糖转运功能外，葡萄糖转运蛋白还参与了细胞内能量代谢的调节。
在能量供应不足的情况下，葡萄糖转运蛋白会促进葡萄糖的摄取，以满足细胞的能量需求。
而在能量供应充足的情况下，葡萄糖转运蛋白则会减少葡萄糖的摄取，以防止过度摄入造成能量过剩。
三、葡萄糖转运蛋白的研究方法为了研究葡萄糖转运蛋白的结构与功能，科学家们采用了多种研究方法。
其中，X射线晶体学是目前最常用的方法之一。
通过将葡萄糖转运蛋白纯化并结晶，科学家们可以利用X射线来解析其结构。
这种方法可以提供高分辨率的结构信息，帮助科学家们深入了解葡萄糖转运蛋白的构象变化和葡萄糖分子的运输机制。
此外，生物化学方法也被广泛应用于葡萄糖转运蛋白的研究中。
通过对葡萄糖转运蛋白的生物化学性质进行分析，科学家们可以揭示其在细胞内的定位、调控机制以及与其他蛋白质的相互作用等。
四、葡萄糖转运蛋白的临床意义葡萄糖转运蛋白在人体内发挥着重要的生理功能，与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如，糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素作用受损导致细胞对葡萄糖摄取能力下降，与葡萄糖转运蛋白的异常功能有关。
【免费下载】中国人在Nature上发表的文章
Nature 2012年发表的中国人相关文章一览Novel Foxo1-dependent transcriptional programs control T-reg cell functionDOI: 10.1038/nature11581张奇伟清华大学医学院Progressive degeneration of human neural stem cells caused by pathogenic LRRK2DOI:10.1038/nature11557刘光慧等生物物理所生物大分子国家重点实验室Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolutionDOI:10.1038/nature11622李英瑞等人深圳华大基因赵书红、张杰等人华中农业大学动物遗传育种与繁殖中心Structural insight into the type-II mitochondrial NADH dehydrogenasesDOI:10.1038/nature11541杨茂君清华大学生科院Adenoma-linked barrier defects and microbial products drive IL-23/IL-17-mediated tumour growthDOI:10.1038/nature11465王克鹏深圳北京大学香港科技大学医学中心生物医学研究所A map of rice genome variation reveals the origin of cultivated rice DOI:10.1038/nature11532韩斌中科院上海生命科学研究院水稻基因组研究项目专家组在这篇文章中，研究人员获得了来自446个地理上不同的普通野生稻和1,083个栽培籼稻和粳稻品种的基因组序列，构建出了一个全面的水稻基因组变异图谱。
人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构(中文翻译)
人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构摘要：葡萄糖转运蛋白GLUT1主要促进葡萄糖扩散进入红细胞，并负责葡萄糖供应到大脑和其他器官。
不正常的基因突变可能导致GLUT1缺陷综合症，其中GLUT1的过度表达是癌症的预示指标。
尽管经过几十年的调查， GLUT1的结构尚不清楚。
在这里，我们报告的人GLUT1的晶体结构在3.2 ˚分辨率的状态。
一种被捕获的具有典型的向内折叠构象的全长蛋白。
这种结构可以实现对精确映射和疾病相关的基因突变中GLUT1的潜在机理的解释。
这些突变基因结构提供了一个洞察GLUT1和糖搬运工亚家族的其他成员的交流访问机制的途径。
在单向转运GLUT1与质子耦合木糖转运体XylE的结构比较中，可以检验被动推动者和积极转运的转运机制。
GLUT1 由SLC2A1编码，介导的细胞将基底水平葡萄糖的摄取到许多组织中。
特别是，它负责通过促进葡萄糖的扩散，使成红细胞常数摄取保持在约5毫米的血液浓度。
GLUT1在血液组织屏障的内皮细胞内具有使葡萄糖供应到大脑和其他器官中的核心作用。
GLUT1的失活突变，将导致血糖运输活动受损，而这是与疾病相关联的缺乏能源供应到大脑不足相关联的。
GLUT1缺陷综合征（又称德活体综合征）的特点是症状包括早发性癫痫，小头畸形和发育迟缓的频谱。
癌细胞需要增强葡萄糖的供应，部分是通过无氧糖酵解（ Warburg效应）的效率较低的能源产生。
确定GLUT1的水平将作为肿瘤预后的重要指标。
因为它的基本生理和病理意义，GLUT1一直是功能研究及结构测定的重点。
GLUT1属于MFS ，其中规模最大最普遍存在的二次转运蛋白超家族之一的糖搬运工亚科。
MFS转运共享一个保守的核心，其包括由两个离散地折叠的结构，即在氨基和羧基末端结构域12个跨膜片段。
在每个领域，连续六次跨膜段折叠成一对“3+3 ”反向重复的片段。
已知的的实验证据表明，三螺旋束可以表示其基本结构和功能单位。
所有MFS转运蛋白被认为是利用交流访问机制，其中由底物结合位点是从两侧通过转运蛋白的构象变化交替访问OFTHE膜运输衬底。
葡萄糖转运蛋白
2014年5月18日，清华大学医学院教授颜宁研究组在Nature在线发表了题为“Crystal structure of the human glucose transporter GLUT1”的研究论文，在世界上首次报道了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构，初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理。
葡萄糖（D-glucose）是地球上包括从细菌到人类各种生物已知最重要、最基本的能量来源。
葡萄糖代谢的第一步就是进入细胞：亲水的葡萄糖不能自由穿透疏水的细胞膜，其进出细胞需要通过镶嵌于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白完成。
其中一类属于主要协同转运蛋白超家族（Major Facilitator Superfamily，简称MFS）的转运蛋白是大脑、神经系统、肌肉、红细胞等组织器官中最重要的葡萄糖转运蛋白（glucose transporters，简称GLUTs）。
在人体的14个GLUTs中， GLUT1、2、3、4这四种蛋白生理功能最重要，研究最广泛，其中GLUT1因发现最早而得名。
GLUT1几乎存在于人体每一个细胞中，是红细胞和血脑屏障等上皮细胞的主要葡萄糖转运蛋白，对于维持血糖浓度的稳定和大脑供能起关键作用。
在已知的人类遗传疾病中，导致GLUT1功能异常的突变会影响葡萄糖的正常吸收，导致大脑萎缩、智力低下、发育迟缓、癫痫等一系列疾病。
另一方面，当发生癌变时，葡萄糖是肿瘤细胞最主要的能量来源，但是肿瘤细胞由于缺乏氧气供应而只能对葡萄糖进行无氧代谢，同质量葡萄糖所提供的能量不到正常细胞的10%，因而对葡萄糖的需求剧增，在很多种类的肿瘤细胞中都观察到GLUT1的超量表达，以大量摄入葡萄糖维持肿瘤细胞的生长扩增，这使得GLUT1的表达量可能作为检测癌变的一个指标。
自从获得了大量生理、病理、细胞、生化信息之后，获取GLUT1的三维结构就变成了该领域最期待的下一个突破。
颜宁研究组在2012年首次解析了GLUTs的大肠杆菌同源蛋白XylE与葡萄糖结合的高分辨率晶体结构，并利用同源建模预测了GLUT1-4的三维结构；时至今日，人源GLUT1蛋白的晶体结构的捕获为理解这个具有历史研究意义的转运蛋白掀开了新的一章。
glut3分子量
GLUT3是一种重要的葡萄糖传输蛋白，在细胞内起着将葡萄糖从胞外转运到胞内的作用。
其分子量是多少呢？本文将详细介绍GLUT3的分子量及相关知识。
一、GLUT3概述GLUT3属于葡萄糖传输蛋白家族，是一种单体跨膜蛋白，分布于人体各个组织中。
其主要功能是将葡萄糖从胞外转运到细胞内，以满足细胞对葡萄糖的需求。
GLUT3对葡萄糖的亲和力很高，即使在低浓度下也能有效地转运葡萄糖。
二、GLUT3的结构GLUT3的分子量为45-50kDa，由12个跨膜α螺旋构成。
其中第1-6个螺旋形成了胞外区域，第7-12个螺旋则位于细胞内。
这些螺旋通过膜上的两个环状结构相连。
这两个环状结构均由短肽链组成，其中一个环位于胞外，另一个则位于细胞内。
三、GLUT3的功能GLUT3是一种高亲和力的葡萄糖传输蛋白，其对葡萄糖的亲和力比其他GLUT家族成员高出很多。
在机体内，GLUT3主要分布于神经系统中，包括脑、神经元和胶质细胞等。
这些组织的代谢活动需要大量的葡萄糖供能，因此GLUT3在这些组织中发挥着重要的作用。
四、GLUT3与代谢疾病的关系由于GLUT3在神经系统中具有重要的作用，因此与其相关的代谢疾病也备受关注。
例如，一些研究表明，GLUT3的表达水平与神经退行性疾病有关。
此外，还有研究发现，GLUT3在肿瘤细胞中的表达水平也较高，可能与肿瘤细胞代谢途径的改变有关。
五、总结GLUT3是一种重要的葡萄糖传输蛋白，其分子量为45-50kDa。
GLUT3主要分布于神经系统中，在代谢活动中起着重要的作用。
与其相关的代谢疾病也备受关注。
对GLUT3的深入研究有助于深入了解葡萄糖代谢途径及其在人体内的生理和病理作用。
2024届广西名校高三上学期新高考卷(一)生物试题及答案
广西名校2024届新高考高三仿真卷（一）生物学一、单项选择题（共40 分：1-12 题，每题2 分；13-16 题，每题4 分。
）1. 已知①纤维素②淀粉③磷脂④核酸⑤酶⑥ ATP ⑦叶绿素⑧生长素物质，都是高等植物叶肉细胞中具有重要作用的物质。
下列相关叙述，正确的是（）A. 这些物质的元素组成都不相同B. ①③⑦⑧一定在细胞的不同结构C. ②④⑤⑥的合成可以是同一细胞器D. 这些物质都是生物大分子，都以碳链为骨架2. 人体细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，如：①肌肉收缩②葡萄糖转变为肝糖原和肌糖原③葡萄糖氧化分解④ ATP 合成酶的合成⑤ ATP 的水解。
下列说法，正确的是（）A. 属于吸能反应的是①②④B. 属于放能反应的是①③⑤C. 细胞吸收各种物质都需要酶进行催化D. 人体细胞中各种化学反应，都是产生有益的物质3. 为探究C4植物中的PEPC 酶和PPDK 酶能否提高C3植物光合作用的效率，研究者将玉米（C4植物）的PEPC酶基因和PPDK酶基因导入水稻（C3植物）。
在灌浆期一定的CO2浓度条件下，分别测定了双转基因水稻和原种水稻的叶绿素含量及净光合速率，结果如下图所示。
下列有关分析，错误的是（）A. 该实验的自变量为是否导入PEPC酶基因和和PPDK酶基因B. 由图甲可知，双转基因水稻对红光和蓝紫光的吸收率比原种水稻高C. PEPC酶基因和PPDK酶基因通过降低细胞呼吸作用来提高净光合速率D. 若在适宜光照条件下提高实验时CO2的浓度，可增加双转基因水稻的产量4. 南瓜是一种雌雄同株异花的植物，其果实有三种果形（圆形、扁盘形、长形），受独立遗传的两对等位基因控制（A/a 和B/b）。
现用两纯合扁盘形南瓜为亲本进行杂交，F1全为圆形，并将F1进行自交得F2。
下列有关叙述，错误的是（）A. 两亲本的基因型为AAbb 和aaBBB. 圆形的基因型为A_B_，而长形的基因型为aabbC. F2的表现型及比例为圆形：扁盘形：长形=9:6:1D. 将纯合扁盘形和长形南瓜间行种植，后代都是扁盘形5. 科学家提取了鸡的输卵管细胞和胰岛细胞，对这2 种细胞的DNA 和mRNA进行了检测，结果如下表所示。
葡萄糖的跨膜运输方式小结（图）
葡萄糖的跨膜运输⽅式⼩结（图）1、葡萄糖进⼊⾻骼肌细胞内的运输⽅式是什么？葡萄糖可通过载体蛋⽩进⾏协助扩散进⼊⾻骼肌细胞和脂肪细胞。
运输葡萄糖的载体蛋⽩（即GLUT）主要是通过构型的变化将葡萄糖运输到细胞内。
运输葡萄糖的载体蛋⽩有两种构型，⼀种构型朝向细胞表⾯暴露出与葡萄糖的结合位点，当有葡萄糖与其结合时，运输蛋⽩的构型发⽣变化，这样与葡萄糖结合的位点朝向细胞质⾯，此时葡萄糖与运输蛋⽩的结合⼒和亲和⼒减低，从⽽被释放到细胞质中。
当葡糖糖被释放后，运输蛋⽩⼜恢复到原来的构型，进⾏下⼀轮循环(如下图)。
2、⾻骼肌细胞和脂肪细胞如何控制葡萄糖协助扩散进⼊细胞的速度？细胞对葡萄糖的摄取受胰岛素的调节。
肌细胞和脂肪细胞具有GLUT的异构体GLUT4，在胰岛素浓度低的时候，细胞表⾯只有很少的GLUT4，但细胞质的膜泡中有⼤量的GLUT4存在。
当⾎液中葡萄糖的浓度升⾼时，胰岛素的⽔平也随之提⾼，胰岛素作⽤于靶细胞，使膜泡中的GLUT4转移到细胞膜中，增加GLUT4在细胞膜中的数量，加快运输速度。
3、葡萄糖跨膜运输的⽅式有哪些？葡萄糖除了以协助扩散⽅式进⼊细胞外，还以主动运输的⽅式进⾏。
和⾼中教材介绍的ATP—驱动泵供能的主动运输不同的是：葡萄糖的主动运输不直接消耗ATP⽔解提供的能量，⽽是借助于Na+-K+泵排出的Na+所产⽣的电化学梯度使物质进⼊细胞，具体过程见图5：由上图可以看出，运载葡萄糖的载体有两个结合位点，这两个位点都位于膜的外侧，它们分别与葡萄糖和Na+结合，由于Na+-K+泵的作⽤，使得Na+在膜外的浓度⾼于膜内，这样就形成了浓度梯度（电化学梯度），借助于Na+的浓度梯度（电化学梯度）的作⽤，载体蛋⽩的构象发⽣变化，葡萄糖分⼦由膜外的低浓度环境进⼊膜内的⾼浓度环境，因此，这种运输也称为伴随运输。
这种伴随运载发⽣时需要两个重要的条件，⼀是浓度梯度，Na+是顺浓度梯度，⽽葡萄糖分⼦是逆浓度梯度。
理解这种运输不能简单地认为不需要ATP提供的能量，⾸先Na+的顺浓度梯度（电化学梯度）就具有势能，⽽这种势能⼜是Na+-K+泵消耗ATP造成的，因此，这种运输也属于主动运输。
基于学科核心素养的教学设计——以“主动运输与胞吞、胞吐”为例
第37卷第2期2021 年中学生物学Middle School BiologyVol.37 No.22021文件编号 d〇〇3-7586(2021)02 - 0071 - 03基于学科核心素养的教学设计—以“主动运输与胞吞、胞吐”为例孔德凤(山东省北镇中学山东滨州256600)摘要结合科学前沿和社会生活实际，创设真实情境，为发展学科核心素养搭建平台；问题驱动，设 置问题串，促进学生科学思维发展；绘制物质跨膜运输概念图，构建知识体系，帮助学生深化理解结构 与功能观。
关键词生物学核心素养主动运输胞呑胞吐中图分类号G633. 911教材分析本节选自人教社2019年版高中生物学《必修1* 分子与细胞》第四章第二节，前面章节己经介绍了蛋 白质的功能、细胞膜的结构和功能、分泌蛋白的合成 和分泌过程以及被动运输，是本节内容的基础。
本节 紧跟在被动运输内容之后，运输的物质由小分子到大 分子，教材编排由易到难，符合学生的认知规律。
主 动运输与胞吞、胞吐都需要消耗能量，都需要蛋白质 参与才能完成物质转运，学习本节内容能够帮助学生 领悟物质与能量观，这又为学习第五章“能量供应和 利用”打下基础。
2学情分析学生通过对蛋白质、细胞膜、细胞器等内容的学 习，初步了解了结构与功能相适应的观点；通过对本 章第一节的学习，己理解被动运输的实质，能区分自 由扩散和协助扩散，为进一步学习主动运输打下了基 础；通过分泌蛋白的合成和分泌过程的学习，为理解 胞吞、胞吐的过程和意义做了铺垫。
学生知道实验设 计的一般思路和基本原则，具备设计实验的基本能 力，有一定的资料分析和曲线分析能力，但是，还有待 提闻。
3教学目标①通过对主动运输与胞吞、胞吐的学习，理解物 质跨膜运输与细胞膜结构、细胞内能量的关系，认同 细胞膜的选择透过性基于细胞膜的结构，认同物质跨 膜运输与能量相关，深入理解结构与功能观、物质与能量观。
生物学教学文献标志码B②通过资料分析，培养获取信息和逻辑推理能 力;通过阅读教材胞吞、胞吐内容，提升归纳与概括的能力。
葡萄糖转运蛋白及其结构生物学研究
葡萄糖转运蛋白及其结构生物学研究在人体中，葡萄糖是一种重要的营养物质，是身体能量的主要来源。
在细胞中，葡萄糖的转运与利用都需要依赖于葡萄糖转运蛋白（Glucose Transporter，简称GLUT）。
GLUT是一类跨膜蛋白，主要负责细胞的内吞和外排，可以将外源性的葡萄糖以及细胞内产生的葡萄糖转运到胞质中，从而维持细胞内外浓度的平衡。
GLUT在不同种类细胞中具有不同的表达型，其主要分为12个亚型，分别为GLUT1-12。
不同的亚型在不同的组织、不同的细胞内表达量也不同，而在同一细胞内，它们的表达量也会随着细胞的代谢状态和环境的改变而发生变化。
在近年来的研究中，人们发现GLUT能够与多种生物制剂相互作用，包括蛋白质、核酸、药物等，对其结构与功能的研究，不仅为深入了解GLUT及其作用机制提供了重要的线索，也为药物研发与治疗提供了新的思路。
GLUT的结构体系也是结构生物学研究的热点之一。
GLUT属于膜蛋白家族，其膜外端具有多个环状结构，可以与葡萄糖发生结合。
而其膜内侧则有12条跨膜螺旋结构，这些螺旋结构由膜蛋白的α螺旋本身和膜蛋白的跨膜域（TM domain）共同构成。
膜蛋白的跨膜域，是膜蛋白中最为稳定的结构之一，是研究膜蛋白家族的重要手段。
在最近几年的研究中，人们还发现，不同的GLUT亚型在其蛋白质序列中会出现一些共性的保守序列，这些序列可以在不同GLUT亚型之间进行比对，从而建立更加准确的GLUT家族进化关系树。
同时，GLUT还与其他蛋白质的相互作用也在近年来的研究中得到了广泛关注。
例如GLUT与其它跨膜转运蛋白的相互作用，以及与细胞骨架和细胞信号转导通路等方面的相互作用，都为深入探究GLUT的作用机理提供了思路。
总之，GLUT作为细胞内外葡萄糖平衡的关键蛋白，其在细胞生理和病理过程中的作用越来越受到重视。
然而，目前GLUT结构生物学和功能的研究仍需要进一步的深入。
关于葡萄糖转运蛋白GLUT1晶体结构的分析
关于葡萄糖转运蛋白GLUT1晶体结构的分析
食科1409 1010314917 杨习文摘要：葡萄糖作为生物体的主要供能物质，在摄入时需要借助于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，本次论文中主要研究的GLUT1
更是转运蛋白中至关重要的一种。
通过研究GLUT1的组成、结构和工作机理，就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人工干预，既可以增加正常细胞内葡萄糖供应治疗相关疾病，又可以通过阻断对癌细胞的葡萄糖供应，从而实现“饿死癌细胞”。
关键词：葡萄糖 GLUT1 GLUT-4 晶体结构癌细胞
葡萄糖，是地球上包括从细菌到人类各种生物已知最重要、最基本的能量来源，也是人脑和神经系统最主要的供能物质，对生物体而言，葡萄糖代谢对于细胞维持正常生理功能有着至关重要的作用。
葡萄糖代谢的第一步是进入细胞，但是因为葡萄糖无法自由通过由膦脂双分子层构成的疏水细胞膜，所以细胞对葡萄糖的摄入时需要借助于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（简称GLUT）。
高中生物中简了解学到，转运蛋白是镶嵌于细胞膜上，将葡萄糖从细胞外转运到细胞内的“搬运工”。
葡萄糖转运蛋白GLUT体结构的总结报告PPT
• ( 1 ) G L U T 1 功能完全缺失将致死，功能部分 缺失会使细胞对葡萄糖吸收不足而导致大脑萎缩、 智力低下、发育迟缓、癲痫等系列疾病，同时也会 因葡萄糖不能及时为人体利用消耗而导致血糖浓度 的异常升高。 • ( 2 ) G L U T 1 在癌细胞的新陈代谢过程中也发 挥着重要功能。癌细胞需要消耗超量葡萄糖也需要 通过转运蛋白来摄取，才能维持其生长扩增，由此 引起GLUT1在细胞中显著过量往往意味着有癌变发 生。因此，如能研究清楚GLUT1的组成、结构和工 作机理，就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人 工干预，有可能达到治疗相关疾病的目的。
一、结构特征 • MFS 超家族转运蛋白的结构特征MFS超家族的成员蛋 白大多由400~600个氨基酸残基组成, N和C端都位于胞 内. 蛋白二级结构预测提示其大多具有12次-螺旋跨膜 结构域, 其他一些具有14或者24次-螺旋的则可能是进 化过程中以12次跨膜-螺旋为基础产生的. 这种独特的 折叠方式也被命名为“MFS fold”. 在“MFS fold”中, 12次 螺旋可以分为2个结构域: N端结构域和C端结构域. 每 个结构域都由6个-螺旋组成, 虽然2个结构域中氨基酸 序列只有很低的序列同源性, 但从结构上观察2个结构域 呈现二次赝对称(two-fold psudosymmetry).同时MFS 超家族蛋白的结构和序列分析提示可能存在3次跨膜重 复构成的特性, 结构和功能分析都支持MFS蛋白每个结 构域都是以3+3反转重复(inverted 3+3 repeats)的组成.
价值意义
• 1、提供的结构和生物化学信息可为了解葡糖糖转 运蛋白和糖转运蛋白的功能和机制提供重要的框 架。 • 2、这一结构模型由于是以具有高度同源的XylE蛋 白的晶体结构为基础，比以往研究报道的结果更 为准确。利用GLUT1的晶体结构可以精确地定位与 疾病相关的突变氨基酸，揭示其致病机理。 • 3、在人类攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索道 路上迈出了极为重要的一步。
猪肝脏葡萄糖转运蛋白GLUT1 和GLUT2 的表达与定位
2021，41（2）:059J.SHANXI AGRIC,UNIV .（Natural Science Edition ）学报（自然科学版）04010猪肝脏葡萄糖转运蛋白GLUT1和GLUT2的表达与定位张警文，任高雅，张欣荣，范小瑞，岳伟东，贺俊平*（山西农业大学动物医学学院，山西太谷030801）摘要：［目的］本文旨在探讨葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）和葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）在猪肝细胞的表达与定位。
［方法］采用免疫组织化学技术、Western Blot 和qRT⁃PCR 技术检测了GLUT1和GLUT2在猪肝脏的表达和定位，并与大鼠肝脏对比。
［结果］GLUT1、GLUT2蛋白和mRNA 在猪肝脏中均有表达。
免疫组织化学结果显示，GLUT1主要定位于猪肝细胞的细胞质，大鼠肝细胞定位于细胞质和细胞膜；GLUT2定位于猪肝细胞连接面和胆小管膜侧，大鼠肝细胞基底外侧膜。
［结论］本研究发现葡萄糖转运蛋白GLUT1和GLUT2均表达定位于猪肝细胞，提示这2种葡萄糖转运蛋白可能参与猪肝细胞从血窦内摄取葡萄糖或肝细胞间葡萄糖转运的调节。
关键词：猪；肝脏；葡萄糖转运蛋白1；葡萄糖转运蛋白2中图分类号：S852.1文献标识码：A文章编号：1671-8151（2021）02-0059-06动物细胞摄取葡萄糖依赖细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（glucose transporters ，GLUTs ）［1，2］。
有关葡萄糖转运蛋白的结构和功能及细胞定位的研究历来受到关注［1~3］。
早在1948年，LeFevre 等［4］发现人红细胞摄取葡萄糖需要借助载体来完成。
1977年，Kasahara 等［5］确定并命名人红细胞膜上的葡萄糖转运蛋白为GLUT1（glucose transporter 1）。
2014年，借助晶体X 线衍射技术葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构得以解析［6］。
目前关于GLUTs 细胞定位的研究较少。
瑞昌二中高三生物单独培优试题(四九)
瑞昌二中高三生物单独培优试题（四九）1.下列说法错误的是（）A.休眠的蚕豆子叶细胞比洋葱根尖分生区细胞中结合水的相对含量多B.能产生激素的细胞一定能产生酶，能产生酶的细胞不一定能产生激素C.原核细胞内没有成形的细胞核，没有核膜的细胞属于原核细胞D.细胞学说内容揭示了动植物细胞结构的统一性2.2014年6月8日，清华大学宣布：该校首次解析了人源葡萄糖转运蛋白（GLUT1）的晶体结构，这在人类攻克重大疾病的探索道路上迈出了极为重要的一步。
下列关于葡萄糖转运蛋白的叙述错误的是（）A.葡萄糖转运蛋白的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关B.人源葡萄糖转运蛋白的mRNA在细胞核中形成C.葡萄糖转运蛋白的基本连接键是肽键D.阻碍肿瘤细胞的葡萄糖转运蛋白的功能，可达到“饿死”肿瘤细胞的目的3.下列有关X、Y染色体的叙述，正确的是（）A.XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小B.X、Y染色体的主要成分是DNA和蛋白质C.X、Y染色体上的基因都与性别决定有关D.X、Y染色体在减数分裂时不能联会4.颜色变化常作为生物实验结果观察的一项重要指标，下列叙述正确的是（）A.甲基绿、吡罗红染色剂可将口腔上皮细胞大部分染成红色B.用滴管在未知样品的试管中滴加苏丹Ⅲ染液，发现溶液呈现橘黄色，于是判断未知样品为蛋白质C.取新鲜的菠菜叶，加少许SiO2和丙酮，研磨液呈黄绿色，原因是菠菜叶用量太少D.紫色洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离复原过程中，细胞液颜色变浅是液泡里的色素发生了渗透5.植物生长素促进生长的机理可以用图1表示，下列有关该图的分析错误的是（）A.图中物质A是葡萄糖，物质B是纤维素B.物质A转变为物质B发生在高尔基体中C.由图可以看出植物生长素能参与细胞内的能量转换D.由图可以看出植物生长素能调节遗传信息的表达6.图2是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。
下列有关分析错误的是 ( )A.基因重组发生在图中②过程，过程③中能观察到染色单体的时期是前期和中期B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C.植株A体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25％29.（10分）为研究高温对玉米光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从25 ℃环境移入40 ℃环境中培养，测得相关数据如下表（表中数据均为处理后占处理前的百分数）（1）在高温环境下，三个品系光合速率均下降，原因可能有：①高温破坏了叶绿体_________________膜的结构，使光合色素吸收光能的效率下降，导致光反应合成的_________________减少。
葡萄糖结合蛋白(GBP)构象变化的研究及讨论
葡萄糖结合蛋白（GBP）构象变化的研究及讨论作者：崔兆宁李义武丽达刘雄飞陶进崔兆宁佟毅来源：《当代化工》2020年第07期Research and Discussion on Conformational Dynamicsof D-Glucose Binding Protein （GBP）CUI Zhao-ning1， LI Yi2， WU Li-da2， LIU Xiong-fei3， TAO Jin2，[崔兆寧3] TONGYi1*2. Jilin COFCO Biochemical Co.， Ltd.， Jilin Changchun 130033， China;3. Mengniu Dairy Technology （Beijing） Co.， Ltd.， Beijing 101107， China[崔兆宁4]）Abstract： The D-glucose binding protein （GBP） belongs to a subclass of periplasmic binding proteins （PBPs） associated with membrane complexes for transport and chemotaxis. The conformational dynamics of glucose-free GBP （apo GBP） plays a vital role in the ligand binding process， understanding of which is important for the design of inhibitors or mutations of the protein. We have constructed molecular dynamics （MD） simulations from all-atom molecular dynamics simulations of apo GBP and have identified multiple meta-stable conformational states of the apo GBP. Our results suggest that domain-domain electrostatic repulsion is a key determinant to the conformational dynamics of apo GBP. In balance with the geometric restrains imposed by the hinge loops， domain-domain interactions result in a rapid equilibrium between the open and closed conformations in solution. Moreover， the metastable states mapped out by MD simulation for apo GBP agrees with previous fluorescence study and the rapid equilibrium between different metastable conformations has also been observed in NMR experiment. Our results suggest that the existing crystal structures may not represent the dominant conformations in solution.Key words： Glucose binding protein; Molecular dynamics simulation; Metastable state; Conformational change周质结合蛋白（PBPs）是一个大的受体家族。
葡萄糖转运体
葡萄糖转运体葡萄糖转运体是一类镶嵌在细胞膜上转运葡萄糖的载体蛋白质，它广泛分布于体内各种组织。
根据转运葡萄糖的方式分为两类:一类是钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT)，以主动方式逆浓度梯度转运葡萄糖；另一类为易化扩散的葡萄糖转运体(GLUT)，以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖，其转运过程不消耗能量。
研究发现GLUT的分布及质量与DM糖尿病的发生发展具有极为密切的关系。
细胞的糖代谢取决于细胞对葡萄糖的摄取，葡萄糖无法自由通过细胞膜脂质双层结构进入细胞，细胞对葡萄糖的摄入需要借助细胞膜上的葡萄糖转运体(glucose transporter ，GLUT)来完成。
GLUT结构具有以下共同特点：①具有12个跨膜螺旋环；②螺旋环上存在7个保守氨基酸残基；③胞膜内面存在几个酸性和碱性氨基酸残基；④具有两个保守的色氨酸残基；⑤具有两个保守的酪氨酸残基。
它们是一组有着高度结构同源性的糖蛋白分子，所有的GLUT都具有12个跨膜节段的结构特征，均含有两个较大的环形结构，其中一个定位于第一、第二跨膜节段的细胞外区域，另一个定位于第六、第七跨膜节段的细胞内区域。
其氨基末端及羧基末端均位于细胞膜的胞浆面。
葡萄糖转运体与糖尿病自1921年，班廷发现胰岛素，人类一直将糖尿病治疗聚集于胰岛素，然而，美国制药有限公司首席医学专家约翰·朗霍斯特博士通过长达30年的研究发现：对于糖尿病的治疗，葡萄糖转运体的地位甚至比胰岛素还要高。
胰岛素的唯一作用就是降低血糖，健康人只有在进食的时候才会分泌胰岛素，其他绝大多数时间内胰岛β细胞并不分泌胰岛素，大量临床和事实证明，如果，胰岛素分泌过多，不仅会导致低血糖，甚至足以置人于死地。
可见，胰岛素只能起到降低血糖作用，根本无法起到平衡血糖浓度的作用！人体在正常状态下，调节并控制着葡萄糖代谢的平衡的是葡萄糖转运体！葡萄糖的代谢取决于细胞对葡萄糖的摄取，然而，葡萄糖无法自由通过细胞膜脂质双层结构进入细胞，细胞对葡萄糖的摄入需要借助细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（glucose transporters）简称葡萄糖转运体（GLUT）转运功能才能得以实现。
人源硫酸盐转运蛋白DTDST的结构生物学研究
人源硫酸盐转运蛋白DTDST的结构生物学研究池希敏;李晓荣;黄邦栋;周强【期刊名称】《电子显微学报》【年(卷),期】2023(42)1【摘要】软骨畸形发育不良(diastrophic dysplasia)是一种严重的常染色体隐性遗传疾病,由畸形发育不良硫酸盐转运蛋白(diastrophic dysplasia sulfate transporter, DTDST)的突变引起,目前没有有效的治疗手段。
DTDST也称为SLC26A2,属于人源溶质转运蛋白SLC26家族。
由于缺乏必要的结构信息,针对DTDST的药物研发进展缓慢。
本研究解析了人源硫酸盐转运蛋白DTDST的冷冻电镜三维结构,揭示了其二聚化作用界面和底物结合口袋的结构特征,并比较了DTDST和已报道的其他同源蛋白的构象。
该研究结果加深了对SLC26家族蛋白底物识别和转运机制的了解,为治疗软骨畸形发育不良的药物开发提供了结构基础。
【总页数】9页(P21-29)【作者】池希敏;李晓荣;黄邦栋;周强【作者单位】西湖大学生命科学学院(生命科学和生物医学浙江省实验室);浙江西湖高等研究院【正文语种】中文【中图分类】Q518.2;Q591.7;R682;R596【相关文献】1.清华大学颜宁研究组取得生命科学基础研究重大突破在世界上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构2.高、低表达三磷酸腺苷结合转运蛋白G超家族成员2的人鼻咽癌耐药细胞生物学特性差异研究3.郭江涛研究员团队解析人源钾氯共转运蛋白KCC2、KKC3和KKC4冷冻电镜结构4.清华大学解析人源胆固醇转运蛋白NPC1的结构5.清华大学颜宁小组破译一种人源葡萄糖转运蛋白结构因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ethy-l β-d-glucopyranoside结构 -回复
ethy-l β-d-glucopyranoside结构-回复Ethyl β-d-glucopyranoside是一种重要的有机化合物，具有许多广泛的应用。
它是葡萄糖的衍生物，通过在其C1位上引入一个乙基基团而得到。
在这篇文章中，我们将逐步介绍Ethyl β-d-glucopyranoside的结构、合成方法、特性以及广泛的应用领域。
首先，我们来探讨一下Ethyl β-d-glucopyranoside的结构。
它的化学式为C8H16O6，由一个六元的葡萄糖环加上一个乙基基团组成。
葡萄糖环由6个碳原子和一个含氧的吡喃环组成。
在这个结构中，乙基基团连接在葡萄糖环的C1位。
接下来，我们来了解一下Ethyl β-d-glucopyranoside的合成方法。
通常，它可以通过葡萄糖和乙醇的酯化反应来合成。
在反应中，葡萄糖的羟基与乙醇的羟基发生酯化反应，形成乙酸乙酯的衍生物，即Ethyl β-d-glucopyranoside。
合成过程可以简单描述为：葡萄糖+ 乙醇→Ethyl β-d-glucopyranoside + 水然后，让我们来讨论Ethyl β-d-glucopyranoside的一些特性。
首先，它是一种无色结晶固体，可溶于水和许多有机溶剂。
其熔点约为80-85，沸点约为310-312。
此外，Ethyl β-d-glucopyranoside在常温下相对稳定，但会受到强酸或碱的影响而发生水解反应。
Ethyl β-d-glucopyranoside在许多领域都有广泛的应用。
其中一个重要的应用是作为药物合成的中间体。
由于它与葡萄糖相似，Ethyl β-d-glucopyranoside可被酶识别并参与生物代谢。
因此，它常用于生物医学研究中，用于研究细胞内葡萄糖的运输和代谢过程。
此外，Ethyl β-d-glucopyranoside还用于食品和饮料工业中。
由于其甜度较低，它经常被用作低糖产品的甜味剂。