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谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的研究進(jìn)展

2011-03-14 05:33王秋菊范明哲
關(guān)鍵詞:胱氨酸興奮性谷氨酰胺

王秋菊 許 麗* 范明哲

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料系,哈爾濱 150030;2.圭爾夫大學(xué)安大略農(nóng)業(yè)學(xué)院動(dòng)物與家禽科學(xué)系,圭爾夫 N 1G 2W 1,加拿大)

谷氨酸(Glu)作為動(dòng)物黏膜主要的能源物質(zhì)之一,可以氧化供能,為動(dòng)物機(jī)體提供能量,是腸內(nèi)能量生成的最大貢獻(xiàn)者[1],是與腸黏膜生長(zhǎng)和代謝相關(guān)的重要氨基酸之一[2],對(duì)幼畜的生長(zhǎng)發(fā)育尤為重要。谷氨酸可作為氨基酸合成的前體物、其他氨基酸分解代謝或蛋白質(zhì)從頭合成所需的 α-氨基和氨氮的碳受體,并可維持機(jī)體的氮平衡[3]。谷氨酸與半胱氨酸及甘氨酸均為合成谷胱甘肽的底物[4],為動(dòng)物腸道提供抗氧化劑。另外,谷氨酸還可作為興奮性氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)在哺乳動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)中起作用[5]。谷氨酰胺(Gln)是哺乳動(dòng)物血漿和母豬乳汁中一種含量非常豐富的游離氨基酸,也是動(dòng)物腸黏膜主要的能源物質(zhì)。谷氨酰胺對(duì)腸黏膜具有保護(hù)作用,能增加腸道的血流量和氧耗量,對(duì)缺血缺氧造成的腸黏膜物理屏障損傷具有一定的修復(fù)功能;在完全胃腸外營(yíng)養(yǎng)輸液期間,谷氨酰胺可以被磷酸激活的谷氨酰胺酶水解為谷氨酸和氨,是谷氨酸的主要來(lái)源,為還原型谷胱甘肽合成提供前體,對(duì)機(jī)體抗氧化劑的合成起重要作用。谷氨酸和谷氨酰胺的轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)維持機(jī)體內(nèi)谷氨酸的含量尤其重要,因此,本文就谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的分類及作用機(jī)制做一綜述。

1 谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類

氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)廣泛存在于機(jī)體中,按照轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的性質(zhì)可以分為中性、堿性和酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體;按照轉(zhuǎn)運(yùn)是否依賴 Na+可以分為Na+依賴氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體和非 Na+依賴氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體;按照氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體的底物特異性、親和力和轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)可以分為 XAG-、XC-、y+、A、ASC、B0、B0,+、L、N、b和 y+L轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。 XAG-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)包括 5種高親和力的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,分別為谷氨酸 -天冬氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體(GLAST)或稱為興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 1(EAAT1)、谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 -1(GLT-1)或稱為興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 2(EAAT2)、興奮性氨基酸載體 1(EAAC1)或稱為興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 3(EAAT3)以及興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 4(EAAT4)和興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 5(EAAT5)[6];ASC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)包括 2種中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,分別為中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 1(ASCT1)和中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體 2(ASCT2)或稱為谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)載體。XAG-和 ASC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)均屬于溶質(zhì)載體 1(SLC1)家族,GLAST、GLT-1、EAAC1、EAAT4和 EAAT5也可分別表示為SLC1A 1、SLC1A2、SLC1A 3、SLC1A6和 SLC1A7;ASCT1和 ASCT2也可分別表示為 SLC1A 4和SLC1A 5。盡管這些轉(zhuǎn)運(yùn)載體之間具有相似的可預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)(同源性),但轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的不同使它們表現(xiàn)出不同的功能[7]。

高親和力的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體可以介導(dǎo)谷氨酸和胱氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn),同時(shí)與 3個(gè) Na+和 1個(gè) H+的正向轉(zhuǎn)運(yùn)及 1個(gè)K+的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)相偶聯(lián),而 ASC轉(zhuǎn)運(yùn)載體可以介導(dǎo)依賴 Na+變化的小分子中性氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn),如谷氨酰胺和天冬酰胺等。谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體的偶聯(lián)方式允許逆谷氨酸濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸到細(xì)胞內(nèi)[6]。

1.1 谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類

谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)有 XAG-和XC-系統(tǒng),如圖 1所示。谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的首要途徑是通過(guò)高親和力的XAG-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)[8],依賴 Na+從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸入細(xì)胞內(nèi)來(lái)完成的;XC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)為谷氨酸 -胱氨酸交換介導(dǎo)系統(tǒng),通過(guò)將谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞外置換胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞[9],為非 Na+依賴系統(tǒng)。

谷氨酸的攝取除了依靠其轉(zhuǎn)運(yùn)載體直接從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)外,還可以以谷氨酰胺為前體物,通過(guò)谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺合成谷氨酸[4]。

圖 1 谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)Fig.1 Transportation of g lutamate[10]

1.2 谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類

谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)包括 A、N、y+L、ASC、B0、L和 b轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。前 5種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)為 Na+依賴轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程需要 Na+/K+和 ATP提供能量,進(jìn)行谷氨酰胺的轉(zhuǎn)運(yùn);后 2種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰胺過(guò)程不需要 Na+參與[11]。Na+依賴轉(zhuǎn)運(yùn)是谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式[12],其中 ASC和 B0轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)是近些年的研究熱點(diǎn),而 ASC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中的 ASCT2是高親和力的轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰胺的載體,表達(dá)最強(qiáng),對(duì)谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)起重要作用,還可以少量轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸。

表 1歸納了谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)載體的種類、組織分布、底物特異性及離子依賴等特點(diǎn)。

表 1 谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)載體的種類、組織分布、底物特異性、親和力和離子依賴Table 1 Category,tissue disposition,substrate specificity,affinity and ion rely of glutamate and glutam ine transporters

2 谷氨酸和谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及主要載體特點(diǎn)

2.1 XAG-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

2.1.1 XAG-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類及特點(diǎn)Na+依賴的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體或谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體可以調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)外谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn),并調(diào)節(jié)細(xì)胞外谷氨酸的濃度,屬于 X-AG轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。XAG-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)可以發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)載體和離子通道的作用[18]。Na+依賴谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)生物電傳導(dǎo)的過(guò)程[19],包括 2個(gè)不同的半循環(huán)過(guò)程:1個(gè)谷氨酸和 3個(gè) Na+、1個(gè) H+結(jié)合,結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)⒐劝彼徇\(yùn)送到細(xì)胞內(nèi);同時(shí)伴隨 K+釋放到細(xì)胞外[20],這個(gè)過(guò)程可表示為 3Na+∶1H+∶1K+∶1谷氨酸。

目前已證實(shí)有 5種興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,分 別 是 GLAST、GLT-1、EAAC1、EAAT4和EAAT5[14]。星形膠質(zhì)細(xì)胞主要表達(dá) GLAST和GLT-1,神經(jīng)系統(tǒng)主要表達(dá) EAAC1、EAAT4和EAAT5,EAAT4只能在小腦浦肯野細(xì)胞表達(dá),視網(wǎng)膜表達(dá) EAAT5,而 EAAC1可以通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)廣泛表達(dá)于神經(jīng)元及非神經(jīng)組織中[21],EAAC1轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸的速度約是轉(zhuǎn)運(yùn)載體 GLAST和 GLT-1轉(zhuǎn)運(yùn)速度的 10倍,是 XAG-系統(tǒng)中最重要的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體。

2.1.2 EAAC1的功能特性

EAAC1首先是一種高親和力的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,在保持細(xì)胞外谷氨酸濃度,防止興奮過(guò)度和興奮性中毒方面起關(guān)鍵作用[22]。EAAC1與其他興奮性氨基酸載體不同,它不是神經(jīng)特異性,可以在一些非神經(jīng)組織表達(dá),比如前胃、肝臟、腎、胰腺[23]。EAAC1除了具有清除細(xì)胞外谷氨酸的作用,還具有轉(zhuǎn)運(yùn)半胱氨酸的作用[24]。EAAC1對(duì)半胱氨酸和谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的一個(gè)重要區(qū)別在于它能更有效地遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)運(yùn)半胱氨酸[14]。

Kiyama等[25]觀察到在小鼠的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷后 EAAC1表達(dá)下降,而這種現(xiàn)象未在大鼠中發(fā)現(xiàn)。EAAC1表達(dá)受到抑制和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡有關(guān),這種現(xiàn)象引發(fā)關(guān)于 EAAC1潛在的神經(jīng)保護(hù)機(jī)制的研究。EAAC1這種獨(dú)特的抗凋亡機(jī)制可以在搶救運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷過(guò)程中發(fā)揮作用,這表明EAAC1在預(yù)防神經(jīng)元損傷方面具有多重調(diào)節(jié)機(jī)制。

2.1.3 EAAC1的調(diào)節(jié)機(jī)制

EAAC1的表達(dá)活動(dòng)受細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶Cα亞型(PKCα)和磷脂酰肌醇 -3-激酶(PI3K)參與的信號(hào)通路的高度調(diào)節(jié),這些調(diào)節(jié)過(guò)程在翻譯水平或轉(zhuǎn)錄后水平都可以發(fā)生[26]。

血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶 1(SGK 1)和3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶 1(PDK 1)可以正調(diào)控 EAAC1的表達(dá)[27],而 δ-阿片受體 (DOR)、谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)合蛋白 3-18(GTRAP3-18)和磷脂酰肌醇三羥基激酶抑制劑渥曼青霉素可以負(fù)調(diào)控EAAC 1的表達(dá)[19]。其中 GTRAP3-18是一種含有188個(gè)氨基酸,相對(duì)分子質(zhì)量為 22 500的蛋白質(zhì)[28]。GTRAP3-18可以直接和 EAAC1主鏈的C-末端相連從而負(fù)調(diào)控 EAAC1對(duì)谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)[19,29]。GTRAP3-18位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi),可以通過(guò)限制 EAAC1從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)流出來(lái)阻止 EAAC 1成熟[30]。

EAAC1表達(dá)的另外一種調(diào)節(jié)機(jī)制是使羧基端磷酸化。465位的絲氨酸殘基被認(rèn)為是重要的磷酸化位點(diǎn),可以控制 EAAC1在細(xì)胞內(nèi)的空間分布[31]。

血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)可以通過(guò)激活蛋白激酶 B(Akt)和 PI3K所組成的信號(hào)通路來(lái)途徑提高 EAAC1的表達(dá)[32],如圖 2所示。激活蛋白激酶 C(PKC),尤其是 PKCα,可以提高細(xì)胞膜表面 EAAC1的表達(dá)和啟動(dòng)對(duì)谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)活動(dòng)。然而,PKCα可以不通過(guò)改變細(xì)胞膜的構(gòu)象增強(qiáng)EAAC1的表達(dá)[33]。12-十四酸佛波酯 -13-乙酸鹽(PMA)是 PKC的激活因子,可以提高細(xì)胞膜表面 EAAC1的表達(dá)和活性[34]。

2.2 XC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

2.2.1 XC

-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類及特點(diǎn)XC

-系統(tǒng)是谷氨酸/胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,1980年,在培養(yǎng)的人體二倍體成纖維細(xì)胞中首次被發(fā)現(xiàn)[35]。XC

-系統(tǒng)由 2種亞基載體成分組成:表面抗原重鏈 4F2hc(也稱為 CD98)和特異性的輕鏈載體 xCT。在 XC-系統(tǒng)作用下,細(xì)胞釋放 1分子的谷氨酸,并攝取 1分子胱氨酸入胞,兩者形成偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)。胱氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)包括 2部分,一部分在胞內(nèi)迅速被還原成半胱氨酸,參與胞內(nèi)重要自由基清除劑谷胱甘肽的合成;另一部分則被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞外,氧化成胱氨酸,重新參與 XC-系統(tǒng)循環(huán),因而形成了 1個(gè)胱氨酸、半胱氨酸氧化還原循環(huán)回路。XC-系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)功能依賴于谷氨酸及胱氨酸跨膜濃度差高低,是非 Na+依賴轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。

圖 2 EAAC 1的調(diào)節(jié)機(jī)制Fig.2 Regulatorym echanisms of EAAC 1[4]

從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),XC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)屬于異側(cè)的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體(HAT)家族中的一員。這些轉(zhuǎn)運(yùn)載體是由一條重鏈(HSHAT)和一條輕鏈(LSHAT)通過(guò)二硫鍵偶聯(lián)在一起形成的。重鏈參與異二聚體向細(xì)胞膜的運(yùn)輸,而輕鏈則負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)和底物特異性。對(duì)于XC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的重鏈 4F2hc僅有 1個(gè)跨膜區(qū),被推測(cè)可能不具備轉(zhuǎn)運(yùn)活性。因此,xCT才是XC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的亞單位,負(fù)責(zé)特異性轉(zhuǎn)運(yùn)胱氨酸和谷氨酸。

2.2.2 xCT的轉(zhuǎn)運(yùn)功能

xCT轉(zhuǎn)運(yùn)載體有 2個(gè)主要功能:一方面它介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)外谷氨酸/胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn),通過(guò)交換攝取胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),以滿足細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽合成的需要。這對(duì)保持細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的水平尤為重要,因?yàn)楣入赘孰氖潜Wo(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激和其他化學(xué)物質(zhì)損傷所必需的。另一方面,它可以維持細(xì)胞胱氨酸和半胱氨酸的氧化還原平衡。在細(xì)胞外的環(huán)境中,半胱氨酸迅速被氧化成胱氨酸,因此胱氨酸在循環(huán)中尤其在培養(yǎng)基中是主要的氨基酸形式,而在細(xì)胞內(nèi)則以半胱氨酸為主[16]。

2.2.3 xCT的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制

在體內(nèi),向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的胱氨酸與向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)的谷氨酸按照濃度梯度呈 1∶1的交換(圖 3)。細(xì)胞內(nèi)的胱氨酸很快削減至半胱氨酸,而細(xì)胞外的氧化條件則有助于胱氨酸的形成。有報(bào)道表明,胱氨酸與谷氨酸交換運(yùn)輸時(shí)依賴 Cl-的存在,不過(guò)其可能是在低濃度的胱氨酸(<10μmol),而不是高濃度(>1 mmol)時(shí)發(fā)生;細(xì)胞內(nèi)如果谷氨酸不足,可以導(dǎo)致 XC-系統(tǒng)活性降低,減少胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)[10]。

圖3 XC-介導(dǎo)的谷氨酸/胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)Fig.3 G lutamate/cystine system transported by X-[10]C

在成纖維細(xì)胞中,谷胱甘肽的清除會(huì)誘導(dǎo)XC-過(guò)程,導(dǎo)致非 Na+依賴谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的增加,因此增加了細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的合成。另外,有研究發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激在某些細(xì)胞培養(yǎng)中對(duì) XC-有正向調(diào)控功能,即 XC-介導(dǎo)的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)可由氧化應(yīng)激引起[8]。XC-過(guò)程的正調(diào)控會(huì)使細(xì)胞外聚集更多的谷氨酸,這樣潛在引起了胞外細(xì)胞毒性增加的可能[10],同時(shí)抑制胞內(nèi)胱氨酸的含量,導(dǎo)致胞內(nèi)谷胱甘肽水平的下降。

2.3 ASC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

2.3.1 ASC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分類及特點(diǎn)

Na+依賴性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) ASC是經(jīng)典的中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)[17,36],對(duì)谷氨酰胺和天冬酰胺等小分子氨基酸具有很高的親和力。ASC轉(zhuǎn)運(yùn)載體系統(tǒng)包括 ASCT1和 ASCT2,已經(jīng)在人類和小鼠中鑒定出來(lái)[36]。與谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體需要 K+來(lái)使其構(gòu)象改變相比,ASC轉(zhuǎn)運(yùn)載體不需要和 K+偶聯(lián)[17]。同樣,ASC轉(zhuǎn)運(yùn)載體與 H+的轉(zhuǎn)運(yùn)也是非偶聯(lián)的[37]。

2.3.2 ASCT2的功能特性

ASCT2可以以很高的親和力轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰胺,為谷氨酸提供前體物,并維持細(xì)胞內(nèi)谷氨酸的動(dòng)態(tài)平衡[6,37],而 ASCT1沒(méi)有此功能。ASCT2可以在肺、骨骼肌、大腸、腎、睪丸以及脂肪組織等表達(dá),在腎和腸道,ASCT2分別位于近端小管細(xì)胞和腸上皮細(xì)胞刷狀緣表面[38]。盡管谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體和 ASC在轉(zhuǎn)運(yùn)的底物上有明顯的區(qū)別,但底物識(shí)別方面的共同特性反映出它們結(jié)構(gòu)的相似性。比如谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體,尤其是 EAAC1,可以轉(zhuǎn)運(yùn)中性氨基酸半胱氨酸。反之亦然。盡管 ASCT2與谷氨酸的親和力很低,但 ASCT2仍然可以轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酸[36-37],低 pH可以增強(qiáng) ASCT2對(duì)谷氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)。

2.3.3 ASCT2的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制

疏水性分析顯示,ASCT2可能存在 10個(gè)跨膜區(qū)域[37],在跨膜區(qū) 3、4之間的細(xì)胞外區(qū)域可能存在 2個(gè) N-糖基化位點(diǎn),細(xì)胞內(nèi)區(qū)域可能存在 2個(gè)蛋白激酶 C依賴性的磷酸化位點(diǎn)。目前已知,氨基酸的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)是由腸上皮細(xì)胞刷狀緣的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)來(lái)完成的。通過(guò)這些膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),氨基酸底物才能夠從細(xì)胞膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)至另一側(cè),從而執(zhí)行其廣泛而又復(fù)雜的生理功能。研究已經(jīng)證實(shí),小腸上皮細(xì)胞刷狀緣表達(dá) ASCT2是一種廣譜的中性氨基酸載體,主要吸收谷氨酰胺、丙氨酸、絲氨酸和半胱氨酸等中性氨基酸,為細(xì)胞代謝提供重要的營(yíng)養(yǎng)底物。與 Na+非依賴性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)相比,Na+依賴性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)由于可利用細(xì)胞膜兩側(cè) Na+電勢(shì)梯度和逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,在腸腔內(nèi)對(duì)氨基酸的吸收起著中心作用[38]。

3 小 結(jié)

維持細(xì)胞中谷胱甘肽含量是谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力,而由于半胱氨酸為谷胱甘肽合成中谷氨酸循環(huán)限速酶的底物,谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)又受到半胱氨酸的限制。

[1] REEDS JP,BURRIN G D,STOLL B,et al.Intestinal g lutamate metabolism[J].Journal of Nutrition,2000,130:978-982.

[2] FAN M Z,MATTHEW SC J,ETIENNEM P N,et al.Expression of apicalmembrane L-glutamate transporters in neonatal porcine epithelial cells along the small intestinal crypt-villus axis[J].American Journal of Physiology Gastrointestinal Liver Physio logy,2004,287:385-398.

[3] SANTOKH G,PULIDO O.G lutamate receptors in peripheral tissue:excitatory transm ission outside the CNS[M].London:K luwer Academ ic/Plenum Publishers,2005:47-48.

[4] AOYAMA K,W ATABE M,NAKAKI T.Regulation of neuronal glutathione synthesis[J].Journal of Pharmaco logy Science,2008,108:227-238.

[5] HINOI E,TAKARADA T,UNO K,et al.G lutamate suppresses osteoclastogenesis through the cystine/glutamate antiporter[J].American Journal of Pathology,2007,4(170):1 277-1 290.

[6] KANAIY,HEDIGER A M.The glutamate/neutral am ino acid transporter fam ily SLC 1:molecular,physio logical and pharmaco logical aspects[J].European Journal o f Physiology,2004,447:469-479.

[7] OPPEDISANO F,POCHINIL,GALLUCCIOM,et al.The glutam ine/am ino acid transporter(ASCT2)reconstituted in liposomes:transportmechanism,regulation by ATP and characterization of the glutam ine/glutamate antiport[J].Biochem istry Biophysical A cta,2007,1768:291-298.

[8] SHANKER G,ASCHNER M.Identification and characterisation of uptake systems for cystine and cysteine in cu ltured astrocy tes and neurones:evidence for methylmercury-targeted disruption of astrocyte transport[J].Journal of Neuroscience Research,2001,66:998-1002.

[9] CHO Y,BANNAIS.Uptakeof glutam ate and cysteine in C-6 glioma cells and in cultured astrocy tes[J].Journalo f Neurochem istry,1990,55:2091-2097.

[10] MCBEAC JG.Cerebral cystine uptake:a tale of tw o transporters[J].TRENDS in Pharmacology Science,2002,23(7):299-303.

[11] BODE B P.Recentmo lecular advances in mammalian g lutam ine transport[J].Journal of Nutrition,2001,131(9):2475-2485.

[12] 周濟(jì)宏,李幼生,洪志堅(jiān),等.腸黏膜上皮細(xì)胞的載體分布及功能[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2009,22(7):677-681.

[13] CAROZZIV A,CANTA A,OGGIONI N,et al.Expression and distribution of'high affinity'glutamate transporters GLT1,GLAST,EAAC 1 and of GCPⅡin the ratperipheralnervous system[J].Journalof A-natomy,2008,213:539-546.

[14] AOYAMA K,SUH S W,HAMBY A M,et al.Neuronal glutathione deficiency and age-dependent neurodegeneration in the EAAC1 deficientmouse[J].National Neuroscience,2006,9:119-126.

[15] BURDO J,DARGUSCH R,SCHUBERT D.D istribution of the cystine/glutamate antiporter system X-Cin the brain,kidney,and duodenum[J].Journal o f Histochem istry and Cytochem istry,2006,54(5):549-557.

[16] YAMAMOTO T,N ISHIZAK I I,FURUYA S,et al.Characterization of rapid and high-affinity uptake of L-serine in neurons and astrocytes in primary culture[J].FEBS Letter,2003,548:69-73.

[17] BROER A,WAGNER C,LANG F,et al.Neutral am ino acid transporter ASCT2 displays substrate-induced Na+exchange and a substrate-gated anion conductance[J].Biochem istry Journal,2000,346:705-710.

[18] CONTI F,DEBIASI S,M INELLI A,et al.EAAC 1,a high-affinity glutamate transporter,is localized to astrocytes and gabaergic neurons besides pyram idal cells in the rat cerebral cortex[J].Cerebral Cortex M ar,1998,8:108-116.

[19] XIA P,PEI G,SCHWARZ W.Regulation of the glutamate transporter EAAC1 by exp ression and activation of delta-opioid receptor[J].European Journal of Neuroscience,2006,24:87-93.

[20] KAVANAUGH M P,BENDAHAN A,ZERANGUE N,et al.Mutation of an am ino acid residue influencing potassium coup ling in the g lutamate transporter GLT-1 induces obligate exchange[J].Journal of Biology Chem istry,1997,272:1703-1708.

[21] ARRIZA J L,ELIASOF S,KAVANAUGH M P,et al.Excitatory am ino acid transporter 5,a retinal glutamate transporter coupled to a ch loride conductance[J].Proceeding of the National Academy Sciences,1997,94:4155-4160.

[22] TANAKA K.Ro le o f glutamate transporters in astrocytes[J].Brain Nerve,2007,59(7):677-688.

[23] HOWELL J A,MATTHEWS A D,SWANSON K C,et al.Molecular identification of high-affinity glutamate transporters in sheep and cattle forestomach,intestine,liver,kidney,and pancreas[J].Journal o f Animal Science,2001,79:1329-1336.

[24] HIM IT,IKEDA M,YASUHARA T,etal.Role of neuronal glutamate transporter in the cysteine uptake and intracellular g lutathione levels in cultured cortical neurons[J].Journal of Neural Transm ission,2003,110:1337-1348.

[25] K IYAMA H,K IRYU-SEO S.Mu ltiple functions of glutamate transporter EAAC 1 in motor neurons[J].Brain Nerve,2007,59(12):1325-1332.

[26] BEART PM,OHEA R D.Transporters for L-glutamate:An updateon theirmolecular pharmaco logy and patho logical involvement[J].British Journal o f Pharmacology,2007,150:510-517.

[27] REXHEPAJ R,GRAHAMMER F,VOLKL H,et al.Reduced intestinal and renal am ino acid transport in PDK 1 hypomorphic m ice[J].FASEB Journal,2006,20:2214-2222.

[28] WATABE M,AOYAMA K,NAKAK I T.Regulation of glutathione synthesis via interaction betw een glutamate transport-associated protein 3-18(GTRAP3-18)and excitatory am ino acid carrier-1(EAAC 1)at plasmam em brane[J].Molecular Pharmacology,2007,72:1103-1110.

[29] BUTCHBACH M E,GUO H,LIN C L.M ethy l-beta-cyclodextrin but not retinoic acid reduces EAAT3-mediated glutamate up take and increases GTRAP3-18 exp ression[J].Journal o f Neurochem istry,2003,84:891-894.

[30] RUGGIERO A M,LIU Y,V IDENSKY S,et al.The endop lasm ic reticulum exitofglutamate transporter is regulated by the inducible mammalian Y ip6b/GTRAP3-18 p rotein[J].Journal of Biology Chem istry,2008,283:6175-6183.

[31] HUANG Y,FENG X,SANDO J J,et al.Critical role of serine 465 in isoflurane-induced increase of cell-surface redistribution and activity of glutamate transporter type 3[J].Journal of Bio logical Chem istry,2006,281:38133-38138.

[32] SHELDON A L,GONZALEZ M I,ROBINSON M B.A carboxy l-term inal determ inant of the neuronal glutamate transporter,EAAC 1,is required for platelet-derived grow th factor-dependent trafficking[J].Journal of Biology Chem istry,2006,281:4876-4886.

[33] GONZALEZM I,KAZANIETZ M G,ROBINSON M B.Regulation of the neuronal glutamate transporter excitatory am ino acid carrier-1(EAAC 1)by different protein kinase C subtypes[J].Molecular Pharmacology,2002,62:901-910.

[34] KALANDADZEA,WU Y,ROBINSON M B.Pro-tein kinase C activation decreases cell surface expression of the GLT-1 subtype of glutamate transporter:requirement of a carboxyl-term inal domain and partial dependence on serine 486[J].Journal of Biology Chem istry,2002,277:45741-45750.

[35] BANNA IS,K ITAMURA E.Transport interaction o f L-cystine and L-glutamate in human dip liod fibroblasts in cu lture[J].Journal of Biological Chem istry,1980,255:2372-2376.

[36] UTSUNOM IYA-TATE N,ENDOU H,KANAI Y.Cloning and functional characterization of a system ASC-like Na+-dependentneutral am ino acid transporter[J].Journal of Biology Chem istry,1996,271:14883-14890.

[37] WANG X,HALD H,ERNST H A,et al.Over-expression,purification and characterization of an Asc-1 homologue from G loeobacter violaceus[J].Protein Expression and Purification,2010,71:179-183.

[38] AVISSAR N E,RYAN C K,GANAPATHY V,et al.Na(+)-dependent neutral am ino acid transporter ATB(0)is a rabbit epithelial cell brush-border p rotein[J].American Journal of Physio logy,2001,281:963-971.

[39] DRINGEN R.Metabo lism and functions o f glutathione in brain[J].Progress in Neurobiology,2000,62:649-671.

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