SLC

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溶质载体(Solute Carrier,SLC)超家族是人类基因组中最大的膜转运蛋白集合,包含超过 450 个成员,被进一步细分为 66 个以上的家族(SLC1 - SLC66)。与利用 ATP 水解直接供能的 ABC转运蛋白 不同,绝大多数 SLC 成员通过协助扩散(顺浓度梯度)或次级主动运输(利用离子梯度,如 Na+H+ 动力势)来介导物质的跨膜运输。它们的底物谱极其广泛,涵盖了葡萄糖、氨基酸、核苷酸、神经递质、无机离子以及许多临床药物。SLC 蛋白在维持细胞稳态、能量代谢、神经信号传递以及药物的吸收、分布和排泄(ADME)中起着决定性作用。

SLC 家族
Solute Carrier Superfamily (点击展开)
细胞膜上的物流大军
家族概况
成员数量 > 450 个基因
家族分类 SLC1 ~ SLC66+
能量来源 离子梯度 / 浓度差
结构特征 多跨膜结构域 (TMDs)
典型代表
SLC2 家族 GLUT (葡萄糖)
SLC6 家族 SERT, DAT (神经递质)
SLC22 家族 OATs/OCTs (药物排泄)

命名规则与定义

SLC 的命名系统由 HUGO 基因命名委员会 (HGNC) 制定,遵循 SLCnA.m 的格式,纯粹基于序列同源性(Sequence Homology),而非底物类型。

  • SLC: 词根,代表 Solute Carrier。
  • n (Family): 家族编号(如 SLC2)。同一家族的成员通常具有 >20-25% 的氨基酸序列同一性。
  • A (Subfamily): 亚家族字母(大多数家族省略此项,直接接数字)。
  • m (Member): 具体的成员编号(如 SLC2A4 即为 GLUT4)。
  • 排除标准: SLC 不包括 离子通道(如钾通道)、水通道(Aquaporins)以及直接水解 ATP 的 ABC转运蛋白

明星家族与功能速查

SLC 家族过于庞大,以下列举在临床和药理学中最受关注的几个家族。


家族 俗名/功能 临床意义
SLC2 GLUT 家族
(葡萄糖协助扩散)
                   GLUT1 (血脑屏障摄糖);
GLUT4 (胰岛素依赖性摄糖,糖尿病核心机制)。
SLC5 SGLT 家族
(钠-葡萄糖共转运)
                   SGLT2:负责肾脏重吸收葡萄糖。
SGLT2抑制剂 (如达格列净) 是新型降糖心衰药。
SLC6 神经递质转运体
(NSS 家族)
                   SERT (SLC6A4):回收5-羟色胺。
抗抑郁药 (SSRIs) 的直接靶点。
SLC22 OATs / OCTs
(有机阴/阳离子转运)
                   位于肝脏和肾脏,负责清除内源性毒素和外源性药物(如二甲双胍、抗生素)。

药理学:机会与挑战

SLC 蛋白是药物研发的双重对象:它们既是药物靶点,也是决定药物动力学 (PK) 的看门人。

  • 作为靶点: 许多重磅炸弹药物通过抑制 SLC 发挥作用。除了上述的 SSRIs 和 SGLT2i,还有利尿剂(抑制 SLC12 家族的 NKCC2)。
  • 作为载体 (Prodrug Strategy): 为了提高口服吸收率,某些药物被修饰成 SLC 的底物。例如,抗病毒药 伐昔洛韦 被修饰为氨基酸酯,从而能被肠道的肽转运体 PEPT1 (SLC15A1) 高效吸收,入血后再水解为原药。
  • 药物相互作用 (DDI): 如果两种药物同时竞争同一个 SLC 排泄通道(如 OAT1),可能导致药物在体内蓄积中毒。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Hediger MA, et al. (2004). The ABCs of solute carriers: physiological, pathological and therapeutic implications of human membrane transport proteins. Pflugers Archiv.
[点评]:SLC 领域的奠基性综述,正式定义了 SLC 超家族的分类标准和命名规则。

[2] He L, et al. (2009). Structure and mechanism of a glutamate-GABA antiporter. Nature.
[点评]:解析了 SLC 成员的高分辨率结构,直观展示了转运蛋白如何通过“封闭态”来防止离子泄漏。

[3] Rask-Andersen M, et al. (2013). The druggable genome: Evaluation of drug targets in clinical trials suggests major shifts in molecular class and indication. Nature Reviews Drug Discovery.
[点评]:指出 SLC 家族是继 GPCR 和激酶之后,目前被开发程度最低、潜力最大的药物靶点库。

           转运体分类学 · 知识图谱
上级归属 转运蛋白 (Transporter)
平行家族 ABC转运蛋白 (ATP驱动) • 离子通道 (被动)
关键子集 GLUT (SLC2) • SGLT (SLC5) • SERT (SLC6) • PEPT (SLC15)