Difusión Simple o Pasiva : No requiere Proteínas que participen en el proceso Difusión Facilitada : Se requieren Proteínas que participan en el proceso. No se requiere el acoplamiento a un donador de Energía. 1.Canales de iones 2.Transportadores Transporte Activo : Se requieren Proteínas que participan en el proceso. Se requiere además el acoplamiento a un donador de Energía. 1. Primario 2. Secundario Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid Recordemos los tipos de transporte. Podemos decir que la fuerza que dirige el paso de una molécula a través de una membrana es el potencial electroquímico de esa molécula. Esto es cierto cuando el paso o transporte se realiza en ausencia de acoplamiento a un donador de energía. Es el caso de la Difusión Simple y la Difusión Facilitada. Transporte Pasivo : No se requiere el acoplamiento a un donador de Energía.

Difusión Facilitada : Se requieren Proteínas que participan en el proceso. No se requiere el acoplamiento a un donador de Energía. 1.Canales de iones 2.Transportadores Los Transportadores de membrana “Facilitan” el pasa de moléculas de un lado a otro de la membrana, y son proteínas integrales de membrana. Facilitan el paso de moléculas de una forma selectiva. Existen Transportadores específicos para cada sustancia o grupo de sustancias. Los Transportadores no existen únicamente en la membrana plasmática, existen también en las membranas de diferentes estructuras celulares como vesículas, retículo endoplásmico, etc. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Vamos a estudiar un ejemplo típico, que nos interesa por su importancia en el metabolismo humano, como es el caso de los Transportadores “Pasivos” de Glucosa. Existen dos grupos de Transportadores de Glucosa : Transportadores “Pasivos” que median el transporte Facilitado de Glucosa, sin acoplamiento a un proceso Donador de Energía. Transportadores “Activos” que acoplan el transporte de Glucosa con otro proceso Donador de Energía. El primer grupo realiza el Transporte Facilitado de Glucosa en el organismo. Debemos considerar que todas las células del organismo consumen Glucosa, y por lo tanto deben existir Transportadores de Glucosa en todas ellas. También hay que resaltar que estos Transportadores de Glucosa realmente son Transportadores de Hexosas, porque también transportan otras hexosas. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

El Transporte Facilitado de Glucosa en el organismo humano es mediado por 5 Transportadores “principales” que reciben el nombre de : GLUT1GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT4 y GLUT5GLUT2GLUT3GLUT4GLUT5 Aunque se suele hablar únicamente de estos 5 Transportadores, la lista en humanos es más larga, habría que añadir los Transportadores : GLUT7GLUT7, GLUT8 / GLUT12, GLUT9, GLUT10 / GLUT11), GLUT13 y GLUT14,GLUT8GLUT9GLUT10GLUT13GLUT14 El Transporte Facilitado de Glucosa en el organismo humano es mediado por una familia de Transportadores que recibe el nombre de : SOLUTE CARRIER FAMILY 2 (FACILITATED GLUCOSE TRANSPORTER). Los distintos miembros de esta familia reciben el nombre de SLC2A seguido de un número ( ej. SLC2A1, SLC2A2, SLCA3 ….. ) En la práctica se usa el nombre de GLUCOSE TRANSPORTER ( GLUT ) seguida de un número ( ej. GLUT1, GLUT2 …. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

GLUT Células, Tejido, Órgano donde se expresa Otras características GLUT1 Eritrocitos y células endoteliales de cerebro GLUT2 Islotes  -pancreáticos, hígado membrana basolateral del enterocito GLUT3 Cerebro, nervio GLUT4 Tejido adiposo, músculo, corazón regulable GLUT5 Membrana luminal del enterocito, riñónTransporta fructosa GLUT8 testículos GLUT9 Riñón, hígado GLUT10 Hígado y pancreas Expresión de GLUT en el organismo Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Todos los miembros ce esta familia tienen una estructura semejante. Su dominio Transmembrana está formado por 12 alfa–hélices transmembrana. Estos Transportadores de glucosa son todos ellos glicoproteínas integrales de membrana, con tres dominios : Citosólico, Transmembrana y Extracelular N-terminal C-terminal Sitio de glicosilación Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Cinética del Transporte mediado : El Transporte mediado se realiza mediante una cinética de Michaelis-Menten. Es decir, su cinética es saturable e hiperbólica. Lógicamente la ecuación de Michaelis-Menten tiene una forma de expresión diferente a la que hemos visto para las reacciones catalizadas por enzimas J = ____________ J max [ S ] K m + [ S ] Donde J es el flujo inicial, Jmax es el flujo máximo, Km es la Constante de Michaelis- Menten y S es el metabolito que es transportado. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Flujo J mM cm s -1 [S] La cinética de la Difusión Simple es lineal La Cinética del Transporte Facilitado es saturable e hiperbólica Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid J max J max / 2 KmKm

Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid [S] int [S] ext [S] int [S] ext [S] int El Transporte facilitado requiere de la unión del Sustrato ( S ) al sitio de unión específico de un Transportador ( T ). T + S e TS e T + S i

Glucosa Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid Los Transportadores de Glucosa ( GLUT ) tienen un sitio de unión en su dominio extracelular y en su dominio citosólico, de tal forma que pueden mediar tanto la entrada como la salida de Glucosa de la célula.