| 칭화대 옌닝연구팀 포도당 수송단백질의 운반 메커니즘을 규명 | ||
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 2015년 7월 16일, 칭화대학 옌닝(顏寧) 연구팀은 포도당 수송단백질의 기질 인식 및 수송의 분자 메커니즘을 완전히 규명함으로써 구조 기반의 소분자 설계에 직접적인 근거를 제공하였다. 이는 GLUT 패밀리 수송 메커니즘 연구에서의 획기적인 성과이며 또한 관련 질환의 진단 혹은 소분자 억제제의 설계에 이론적 기초를 제공하였다. 해당 성과는 “Nature”에 온라인으로 게재되었다. 포도당은 각종 생물에서 가장 주요한 에너지 물질로서 생물의 생장 대사에 에너지를 제공한다. 동시에 전구체로서 기타 생명 구성의 대분자 합성에도 참여한다. 그러나 친수성이 높은 포도당 분자는 소수성의 생물막을 자유롭게 통과할 수 없으므로 드나드는 세포는 주로 막의 수송 단백질에 의해 완성된다. 주요한 협동 운반 단백질 슈퍼 패밀리 중의 포도당 운반단백질GLUT가 이 과정에서 매우 중요한 역할을 한다. 연구팀은 2014년 세계 최초로 인간 유래 포도당 수송단백질 GLUT1 결정 구조에 대하여 해석하였다. 기존의 연구에 의하면 GLUT1는 세포 내로 향한 개방된 구조이다. 그러나 이번의 연구에서 연구팀은 3가지 고해상도 결정 구조 가운데서 GLUT3과 기질 분자 포도당의 복합물 결정 구조는 세포외를 향한 닫힌 상태의 구조이며 해상도가 1.5옹스트롬(angstrom)에 달한다는 것을 발견하였다. 이는 현재까지 밝혀진 해상도가 가장 높은 수송 단백질 구조이며 또한 GLUT 패밀리 단백질의 교체 개방을 이용한 기질 수송의 전반 과정이 더욱 완벽하게 되었다. “인체 가운데서 GLUTs는 총 14종류가 있다. 그중, GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT4등이 인체의 서로 다른 조직에 포도당을 수송한다는 것이 밝혀졌다. GLUT1은 주로 포도당을 적혈구로 수송하거나 혈액뇌장벽(blood brain barrier)을 뛰여넘는 작용을 하고 GLUT2는 주로 간장, 비장, 소장 등 내장 세포에서 수송 역할을 한다. GLUT3은 신경계통에서 포도당을 섭취하고 GLUT4는 근육과 지방 조직의 주요한 포도당을 수송한다. GLUT1과 GLUT3은 다양한 실체 종양 가운데서 과발현한다. 종양세포의 빠른 증식으로 인해 종양세포는 산소 부족 상태에 처하게 된다. 이런 무산소 환경에서 종양세포는 당효소분해에 의존하여 ATP를 생성하는데 그 생성량은 산소 환경에서보다 10배이상 적다. 그러므로 종양세포는 GLUT를 대량 발현해야만 포도당의 과량 섭취를 만족시킬 수 있다. 이것을 바르부르크 효과(Warburg Effect)라고 하는데 이로 인해 GLUT1과 GLUT3은 임상에서 잠재적인 임상진단가치를 가진 종양세포 표지물로 되었다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/7/323113.shtm |
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