김학성ㆍ최정민 연구팀, 간세포 내 포도당 조절과정 밝혀
국내 연구진이 간세포 내 포도당 조절 과정을 밝혀내 새로운 당뇨병 치료제 개발 가능성을 열었다.
김학성 KAIST 교수(생명과학과ㆍ사진)와 최정민 박사팀은 간에서 포도당을 직접 조절하는 효소인 `글루코카이네이즈(GK)'와 이 효소를 조절하는 단백질인 `GKRP(glucokinase regulatory protein)'간의 상호작용을 확인했다고 6일 밝혔다.
음식물 섭취로 얻어진 포도당은 소화과정을 거쳐 간으로 보내진 후 혈관을 타고 온 몸에 배달돼 에너지원으로 쓰인다. 간에 포도당이 몰려 농도가 높아지면 생체 내 `포도당 센서'라고 할 수 있는 글루코카이네이즈가 포도당에 화학적 변화를 가해 농도를 낮추는 역할을 한다. 또 과도하게 흡수된 포도당은 간세포의 세포질에 글리코겐 형태로 저장된다. 간이 체내 포도당 비축과 소비의 허브 역할을 하는 것.
특히 그 중심에 있는 글루코카이네이즈는 혈당을 직접 낮추는 역할을 해 당뇨병 치료에 응용하려는 연구가 활발하게 이뤄져 왔다. 그러나 이 효소를 조절하는 GKRP와의 상호작용을 이해하지 못해 어려움이 있었다.
글루코카이네이즈와 GKRP는 간에서 결합된 상태로 세포핵 안에 있다가 혈당이 높아지면 분리돼 글루코카이네이즈가 세포질로 이동해 혈당을 감소시키는 것으로 알려져 있었다.
연구팀은 X선을 쪼여 두 단백질이 결합된 구조를 확인했다. 그 결과 결합된 상태에서는 GKRP가 글루코카이네이즈의 활성을 억제한다는 사실을 알아냈다. 또 글루코카이네이즈가 고혈당 상태를 인식하면 GKRP가 글루코카이네이즈를 세포핵에서 세포질로 이동시킨다는 사실을 밝혀냈다. 세포질로 나온 글루코카이네이즈는 포도당을 인산화시켜 당 농도를 신속하게 낮추는 역할을 한다.
김학성 교수는 "GKRP를 통한 글루코카이네이즈 조절은 간에서만 이뤄져 췌장에서의 인슐린 분비를 교란하지 않고 혈당을 조절할 수 있다"며 "당뇨병을 근원적으로 치료하는 동시에 순환계 혈관으로 가는 혈액 내 혈당을 줄여 합병증인 심혈관 및 말초신경 손상을 막을 수 있다는 강점이 있다"고 밝혔다. 안경애기자 naturean@
김학성 KAIST 교수(생명과학과ㆍ사진)와 최정민 박사팀은 간에서 포도당을 직접 조절하는 효소인 `글루코카이네이즈(GK)'와 이 효소를 조절하는 단백질인 `GKRP(glucokinase regulatory protein)'간의 상호작용을 확인했다고 6일 밝혔다.
음식물 섭취로 얻어진 포도당은 소화과정을 거쳐 간으로 보내진 후 혈관을 타고 온 몸에 배달돼 에너지원으로 쓰인다. 간에 포도당이 몰려 농도가 높아지면 생체 내 `포도당 센서'라고 할 수 있는 글루코카이네이즈가 포도당에 화학적 변화를 가해 농도를 낮추는 역할을 한다. 또 과도하게 흡수된 포도당은 간세포의 세포질에 글리코겐 형태로 저장된다. 간이 체내 포도당 비축과 소비의 허브 역할을 하는 것.
특히 그 중심에 있는 글루코카이네이즈는 혈당을 직접 낮추는 역할을 해 당뇨병 치료에 응용하려는 연구가 활발하게 이뤄져 왔다. 그러나 이 효소를 조절하는 GKRP와의 상호작용을 이해하지 못해 어려움이 있었다.
글루코카이네이즈와 GKRP는 간에서 결합된 상태로 세포핵 안에 있다가 혈당이 높아지면 분리돼 글루코카이네이즈가 세포질로 이동해 혈당을 감소시키는 것으로 알려져 있었다.
연구팀은 X선을 쪼여 두 단백질이 결합된 구조를 확인했다. 그 결과 결합된 상태에서는 GKRP가 글루코카이네이즈의 활성을 억제한다는 사실을 알아냈다. 또 글루코카이네이즈가 고혈당 상태를 인식하면 GKRP가 글루코카이네이즈를 세포핵에서 세포질로 이동시킨다는 사실을 밝혀냈다. 세포질로 나온 글루코카이네이즈는 포도당을 인산화시켜 당 농도를 신속하게 낮추는 역할을 한다.
김학성 교수는 "GKRP를 통한 글루코카이네이즈 조절은 간에서만 이뤄져 췌장에서의 인슐린 분비를 교란하지 않고 혈당을 조절할 수 있다"며 "당뇨병을 근원적으로 치료하는 동시에 순환계 혈관으로 가는 혈액 내 혈당을 줄여 합병증인 심혈관 및 말초신경 손상을 막을 수 있다는 강점이 있다"고 밝혔다. 안경애기자 naturean@
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
