[생화학] 14.2 : glucose 대사 조절 - 4

 

 

 

지난 포스트까지는 allosteric regulation, regulator protein, phoshporylation 등에 의한 acute regulation 기작에 대해 주로 살펴봤었음. 지금부터는 enzyme의 양 자체를 조절해 전체 반응을 조절하는 기작에 대해 살펴보자.

 

 

 

 

위 표에는 insulin에 의해 조절되는 각종 enzyme들이 나타나 있음. 실제로 insulin에 의해 150여개 gene이 regulation된다고 함.

 

 

보면 glycolysis, PPP, fatty acid synthesis 등에 관여하는 enzyme들은 insulin에 의해 activation되고, 그 결과 glucose의 양이 줄어들게 됨. 동시에 gluconeogenesis에 관여하는 PEP carboxykinase, glucose 6-phosphatase 등의 효소는 억제되게 되고, 그 결과 마찬가지로 glucose의 양이 줄어들게 됨.

 

 

 

 

한편 세포 내로 들어오는 glucose에 의해서는 fatty acid synthesis, glycolysis가 활성화될 수 있는데, 이 때 핵심적으로 작동하는 transcription factor가 바로 ChREBP임. 이 녀석은 평소에는 인산기가 2개 붙어있는 상태로 cytosol에 존재함. 그런데 세포 내로 glucose가 많이 들어오고, 이 녀석들이 PPP에 의해 Xylulose 5-phosphate로 바뀌게 되면 Xylulose 5-phosphate가 phosphoprotein phosphatase 2A(PP2A)에 대한 allosteric activator로 작용하게 되면서 ChREBP에 붙어있던 인산기를 때주게 됨. 우선 인산기가 하나 떨어져나가면 ChREBP가 핵 안으로 들어올 수 있게 되고, 이후 인산기가 하나 더 떨어져나가면 비로소 ChREBP가 regulatory element의 일종인 ChoRE에 붙어서 transcription을 촉진시키게 됨. 그 결과 fatty acid synthesis, glycolysis에 관여하는 효소들의 expression이 촉진되어서 fatty acid synthesis, glycolysis 자체도 촉진되게 됨.

 

 

 

 

한편 위 그림에는 insulin에 의해 촉진되는 기작 중 한 예시가 나타나 있음. 이 때 등장하는 것이 transcription factor의 일종인 FOXO1인데, 이 녀석은 원래는 핵 내에서 PEP carboxykinase, glucose 6-phosphatase 등의 expression을 촉진시켜주는 역할을 함. 그런데 insulin이 receptor에 인식되고 나면 그 결과 protein kinase B(PKB)가 활성화되고, 이어서 PKB가 FOXO1을 phosphorylation시켜주게 됨. 그럴 시 FOXO1이 ubiquitination되고 결과적으로 proteasome에 의해 degradation되게 됨. 그 결과 PEP carboxykinase, glucose 6-phosphatase 등의 녀석들이 적게 만들어져서 gluconeogenesis가 억제되게 됨.

 

 

 

 

 

위 그림에는 PEP carboxykinase를 encoding하고 있는 gene의 앞쪽에 존재하는 regulatory region과, 그곳에 결합하는 각종 transcription factor들이 나타나 있음. 결과적으로 이토록 다양한 transcription factor들의 조합에 의해 PEP carboxykinase의 expression이 fine하게 control되는 것임.

 

 

 

다음 포스트부터는 glycogen의 대사에 대해 알아보자.