Fish and mammalian glut4 traffic characteristics: an evolutionary perspective on the importance of glut4 protein motifs for trafficking

• Autores: Francisco Manuel Carvalho Simões
• Directores de la Tesis: Marta Camps Camprubi (dir. tes.), Josep Planas Vilarnau (codir. tes.), Anna Gumà Garcia (tut. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Nerea Roher Armentia (presid.), E. Capilla (secret.), Rubén Marín Juez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Biología molecular
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
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• Resumen

  • El transporte facilitado de glucosa esta mediado por la familia de transportadores de glucosa llamados GLUTs. GLUT4, uno de los miembros de esta familia, tiene la capacidad de, en respuesta a insulina, cambiar su localización celular en cuestión de minutos y de esta forma regular el transporte de glucosa. En este trabajo, hemos utilizado una variante de GLUT4 de peces (trucha) para estudiar el trafico de GLUT4, así como los dominios proteicos de GLUT4 involucrados en este proceso, en adipocitos 3T3-L1. Hemos observado que en comparación con el GLUT4 de mamíferos (RatGLUT4), el GLUT4 de trucha (BtGLUT4) tenia una menor capacidad de translocación a la membrana plasmática en respuesta a insulina y que esto se debía a una trafico celular mas lento (exocitosis y endocitosis) y a una retención menos eficiente en las vesículas de GLUT4 responsables por retener el mismo dentro de la célula en ausencia de insulina. En esta tesis también hemos estudiado la contribución de las vías de endocitosis mediada por clatrina y dependiente de colesterol para la internalización de RatGLUT4 y BtGLUT4; hemos observado que mientras que RatGLUT4 internaliza por las dos vías, BtGLUT4 utiliza solo la primera. Se ha descrito que la vía dependiente de colesterol mas común en adipocitos es la vía caveolar. Así mismo, hemos inhibido la internalización caveolar, mediante bajada de la expresión de caveolina-1, y hemos observado un aumento de la internalización de RatGLUT4 y BtGLUT4. Sin embargo, la internalización de las dos isoformas a través de las vías dependientes de clatrina y de colesterol ha disminuido en ausencia de caveolina-1. La regulación del tráfico de GLUT4 es dependiente de dominios proteicos presentes en el transportador. Con el objetivo de estudiar el papel de los dominios FQQI8 (extremo -N) y TELEY502 (extremo -C) de mamífero en el trafico de GLUT4, hemos mutado los dominios correspondientes en BtGLUT4 (FQHL8 y TELDY495). Hemos observado que mutaciones en el C-terminal no han afectado el trafico de BtGLUT4 mientras que mutaciones en el N-terminal (FQQL8 en particular) han mejorado la retención intracelular de BtGLUT4 en ausencia de insulina y a consecuencia, han mejorado la translocación de BtGLUT4. También hemos estudiado el trafico de una quimera que consiste en la secuencia de RatGLUT4 con el lazo citoplasmático largo de BtGLUT4 (L-GLUT4). Hemos observado que la sustitución del lazo ha aumentado los niveles de RatGLUT4 en la membrana plasmática en ausencia de insulina y que esto era debido, por lo menos en parte, a una menor endocitosis en ausencia de la hormona. También hemos observado que la sustitución del lazo de RatGLUT4 ha reducido su internalización a través de la vía de endocitosis dependiente de colesterol en ausencia de insulina. Además, en ausencia de insulina y caveolina-1, la internalización de L-GLUT4 no ha aumentado tanto como la de RatGLUT4 y ha ocurrido a través de la vía mediada por clatrina (al contrario de RatGLUT4) pero también a través de la vía dependiente de colesterol (al contrario de RatGLUT4 y BtGLUT4). En resumen, en esta tesis hemos contribuido para aumentar el conocimiento sobre el trafico de GLUT4, así como del papel de los dominios FQQI8 y lazo citoplasmático largo, en adipocitos 3T3-L1.