Glucose is de primaire energiebron en substraat voor cellen, en de opname ervan door het celplasmamembraan is grotendeels afhankelijk van de glucosetransportfamilie (GLUT). GLUT1, een van de GLUT-familieleden, is een alom tot expressie gebracht membraaneiwit. Het is verantwoordelijk voor de constante opname van glucose in veel weefsels.

Yan et al. rapporteerde in 2014 de kristalstructuur van menselijk GLUT1 met een resolutie van 3,2 angstrom. de gedetailleerde verdeling van GLUT1 op natieve celmembranen was niet duidelijk, en hoe eiwitorganisaties zich verbinden met hun fysiologische functies bleef onbekend. Met de wijziging en actualisering van de celmembraanstructuur, veel studies hebben de heterogene en clustering distributie van membraaneiwitten gevonden.

Een recent eiwitlaag-lipide-eiwit-eiland (PLLPI) membraanmodel benadrukte dat een dichte eiwitlaag gevormd aan de ectoplasmatische kant van het membraan en gedispergeerde eiwitmicrodomeinen gevormd aan de cytoplasmatische kant. Om de distributiekenmerken en de onderliggende organisatiemechanismen van GLUT1 aan te pakken, superresolutie fluorescentiemicroscopie heeft een bijzonder geschikt hulpmiddel opgeleverd. Het doorbreekt de diffractiebarrière en bereikt een laterale resolutie in de tientallen nanometers. Het is zeer geschikt om de grootte en stabiliteit van eiwitaggregaties direct te monitoren.

Prof. WANG Hongda van het Changchun Instituut voor Toegepaste Chemie, Chinese Academie van Wetenschappen en Prof. XIONG Wenyong van het Kunming Institute of Botany, samen met hun teamleden, onderzocht eerst de distributie en assemblage van GLUT1 bij een resolutie van nanometer door directe stochastische optische reconstructiemicroscopie (dSTORM).

Ze ontdekten dat de transporter clusters vormde met een gemiddelde diameter van ~ 250 nm op HeLa-celmembranen. Er was een precieze ruimtelijke associatie tussen GLUT1 en lipid rafts, die het debat rond de lokalisatie van de transporter in membraandomeinen oploste.

Wat betreft het organisatiemechanisme van GLUT1-clusters, ze onthulden dat niet alleen de omgeving van de lipid rafts hun bestaan ​​kan stabiliseren, maar het actine-cytoskelet en N-glycosylering spelen ook een belangrijke rol bij de vorming van de clusters.

Bovendien, ze ontdekten dat de activering van GLUT1 door natriumazide of MβCD de membraanexpressie ervan niet verhoogde, maar de afname van de grote clusters induceerde.

De resultaten suggereerden een mogelijk verband tussen distributie en activering. Het werk van hun teams kan een stap voorwaarts zijn in ons begrip van het moleculaire mechanisme van GLUT-clustering en glucoseopname.