人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的結構

葡萄糖（D-glucose）是地球上包括從細菌到人類各種生物已知zui重要、zui基本的能量來源，也是人腦和神經系統zui主要的供能物質；據估算，大腦平均每天消耗約120克葡萄糖，占人體葡萄糖總消耗量的一半以上。葡萄糖代謝的*步就是進入細胞：親水的葡萄糖不能自由穿透疏水的細胞膜，其進出細胞需要通過鑲嵌于細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白完成。其中一類屬于主要協同轉運蛋白超家族（Major Facilitator Superfamily，簡稱MFS）的轉運蛋白是大腦、神經系統、肌肉、紅細胞等組織器官中zui重要的葡萄糖轉運蛋白（glucose transporters，簡稱GLUTs）。在人體的14個GLUTs中， GLUT1、2、3、4這四種蛋白生理功能zui重要，研究zui廣泛，其中GLUT1因發現zui早而得名。GLUT1幾乎存在于人體每一個細胞中，是紅細胞和血腦屏障等上皮細胞的主要葡萄糖轉運蛋白，對于維持血糖濃度的穩定和大腦供能起關鍵作用。在已知的人類遺傳疾病中，導致GLUT1功能異常的突變會影響葡萄糖的正常吸收，導致大腦萎縮、智力低下、發育遲緩、癲癇等一系列疾病（GLUT1 Deficiency syndrome,又稱De Vivo syndrome）。另一方面，當發生癌變時，葡萄糖是腫瘤細胞zui主要的能量來源，但是腫瘤細胞由于缺乏氧氣供應而只能對葡萄糖進行無氧代謝，同質量葡萄糖所提供的能量不到正常細胞的10%，因而對葡萄糖的需求劇增（這是被稱為Warburg Effect的腫瘤細胞代謝現象），在很多種類的腫瘤細胞中都觀察到GLUT1的超量表達，以大量攝入葡萄糖維持腫瘤細胞的生長擴增，這使得GLUT1的表達量可能作為檢測癌變的一個指標。