지난 포스트들에 이어 이번 포스트에서는 신호전달의 핵심요소 중 하나인 secondary messenger(이차신호전달자)에 대해 알아볼게요.
secondary messenger는 수명이 짧은 세포 내의 신호전달분자에요. 일반적으로 secondary messenger는 크기가 작으며, 그러다 보니 세포질 사이를 잘 확산하며 전파될 수 있어요. (세포질은 점성이 크기에 큰 분자들은 저항을 받아서 빨리 가지 못해요)
secondary messenger에는 여러 가지 종류가 있는데, cAMP, cGMP 등의 cyclic nucleotide(고리형 뉴클레오타이드)들, DAG, IP3 등의 막지질 유도체들, 혹은 Ca2+와 같은 ion, 그 밖에 nitric oxide(NO), carbon monoxide(CO)와 같은 기체 분자들이 이에 해당해요.
이러한 secondary messenger는 신호의 증폭에 있어 핵심적이에요.
위 그림에는 second messenger에 의한 신호의 증폭 정도가 나타나 있는데, 보면 하나의 신호분자 인식의 결과로 결국엔 어마어마하게 증폭된 형태의 반응이 유발된다는 것을 알 수 있어요.
앞서 살펴본 cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DAG 이외에 다른 secondary messenger들도 다양한 세포 신호전달 과정에 관여해요.
그 중 nitric oxide(NO, 산화질소)가 관여하는 반응에 대해 살펴볼게요.
위 그림은 그 중에서도 acetylcholine(아세틸콜린)에 의해 매개되는 반응을 보여주고 있어요. 하나하나 살펴볼게요.
1. acetylcholine이 endothelial cell, 즉 혈관을 감싸고 있는 상피세포 막의 GPCR과 결합하게 되면 IP3가 만들어지고 그 결과 앞서 살펴본 것과 같은 반응에 의해 Ca2+가 세포질로 방출됨.
2. Ca2+가 NO synthase(NOS)를 활성화시킴.
3. NOS에 의해서 arginine(아르기닌)으로부터 NO가 만들어지게 되고, 이렇게 만들어진 NO가 막을 통해 외부로 확산됨.
4. smooth muscle cell(평활근세포)로 NO가 들어가 guanylyl cyclase에 붙게 되면 GTP가 cGMP로 바뀜.
5. 근육 완화가 일어남.
이제 마지막으로 GPCR의 둔감화 기작에 대해 살펴볼게요.
위 그림에 둔감화 기작 중 하나가 나타나 있어요. 하나하나 살펴볼게요.
1. 활성화된 GPCR을 인식하는 GPCR kinase(GRK)가 ATP를 소모하며 GPCR에 3개의 인산기를 달아줌.
2. 이 3개의 인산기를 인식하고 arrestin(어레스틴)이 결합함. 그럴 시 GPCR이 ligand와 결합한 채 활성화되어 있더라도 arrestin이 막고 있기 때문에 G protein을 활성화시킬 수는 없음. (GPCR의 desensitization(둔감화)이 일어나는 것)
이번 포스트를 끝으로 GPCR에 대한 내용을 마무리했어요.
이제 다음 포스트부터는 enzyme-coupled receptor, 그 중에서도 RTK(receptor tyrosine kinase)에 대해 알아보도록 할게요.