세포생물학 레포트 - 글리코겐 대사와 바소프레신의 상관관계에 대해 서술하시오.

I. 서론

생리학 시간에 바소프레신을 들으면 가장 먼저 떠오르는 것은 신장의 물 재흡수다. 나도 처음에는 바소프레신을 항이뇨호르몬이라는 이름과 거의 같은 뜻으로 기억했다. 그런데 간세포의 신호전달을 공부하다 보면 같은 호르몬이 혈당 조절에도 손을 댄다는 사실을 만나게 된다. 간에서 바소프레신은 글리코겐분해를 촉진해 포도당 방출을 늘릴 수 있고, 그 과정은 글루카곤이 주로 이용하는 cAMP 경로와는 다른 성격을 가진다. 이 차이는 하나의 세포가 여러 호르몬 신호를 어떻게 구분해 같은 대사 효소에 도달하는지 보여 주는 좋은 사례다.

글리코겐 대사는 합성과 분해가 서로 반대 방향으로 조절되는 체계다. 식후에는 남는 포도당을 글리코겐으로 저장하고, 공복이나 에너지 요구가 커질 때는 저장된 글리코겐을 분해한다. 간에서는 생성된 포도당이 혈액으로 나가 전신의 혈당 유지에 기여한다. 바소프레신은 이 균형에서 주로 분해 쪽을 밀어 주는 신호로 작용한다. 다만 바소프레신을 혈당 조절의 유일한 주인공처럼 이해하면 곤란하다. 글루카곤, 카테콜아민, 인슐린과 영양 상태가 함께 작용하며, 바소프레신의 대사 작용은 수용체 종류와 조직, 노출 시간에 따라 달라진다.

II. 본론

1) 간세포에서 갈리는 글리코겐의 저장과 분해

글리코겐은 포도당이 가지를 많이 친 형태로 연결된 저장 다당류다. 간세포와 골격근에 많이 저장되지만 두 조직의 목적은 다르다. 근육 글리코겐은 주로 그 근육의 ATP 생산을 위해 사용되고, 간 글리코겐은 혈당을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 간세포는 glucose-6-phosphatase를 가지고 있어 glucose-6-phosphate에서 인산기를 제거한 뒤 자유 포도당을 혈액으로 내보낼 수 있다. 그래서 간 글리코겐분해는 한 기관 안의 에너지 공급을 넘어서 전신의 포도당 항상성과 연결된다.

글리코겐 합성은 포도당이 세포 안으로 들어와 glucose-6-phosphate가 되고, glucose-1-phosphate와 UDP-glucose를 거친 뒤 glycogen synthase가 사슬을 연장하는 과정으로 진행된다. branching enzyme은 가지 구조를 만들어 많은 말단에서 합성과 분해가 빠르게 일어날 수 있게 한다. glycogen synthase는 탈인산화된 상태에서 활성이 높은 편이다. 인슐린은 단백질 인산가수분해효소의 작용을 돕고 여러 kinase 신호를 조절해 glycogen synthase가 활성화되는 환경을 만든다. 식후에 포도당이 풍부할 때 저장 방향이 유리해지는 이유다.

분해에서는 glycogen phosphorylase가 핵심이다. 이 효소는 글리코겐의 비환원 말단에서 glucose-1-phosphate를 떼어 낸다. debranching enzyme이 가지점 처리를 맡고, 생성된 glucose-1-phosphate는 glucose-6-phosphate로 바뀐다. 간에서는 이것이 자유 포도당으로 전환되어 혈액으로 갈 수 있다. glycogen phosphorylase는 인산화되면서 활성형이 되기 쉬우며, phosphorylase kinase가 그 인산화를 촉진한다. phosphorylase kinase는 세포질 Ca2+의 증가에 반응할 수 있기 때문에 칼슘 신호를 만드는 호르몬과 글리코겐분해가 직접 연결된다.