한국연구재단은 최흥식 교수(전남대) 연구팀이 간의 전사*조절 물질인 이알알감마(ERRγ) 단백질**의 당 수식화 과정이 체내 혈당 조절에 영향을 미치는 핵심 메커니즘임을 규명하였다고 밝혔다.
 * 전사 : DNA에 존재하는 정보를 RNA로 전환하는 과정으로, DNA를 주형으로 하여 이와 상보적인 RNA를 생성하는 과정
 ** 이알알감마(ERRγ)단백질 : 고아핵수용체 중의 하나. 핵수용체는 호르몬(리간드)와 결합하여 활성화되어   수용체 스스로 전사조절 인자로서 작용하여 유전자의 발현을 조절한다. 결합하는 리간드가 밝혀지지 않은 경우 고아핵수용체(orphan nuclear receptor)라고 불리운다.

당 수식화는 세포 내에서 합성된 단백질이 특정 효소에 의해 탄수화물과 결합하는 과정이다. 단백질은 인체에 흡수되면 제 기능을 하기 위해서 형태가 바뀌어야 하는데, 이 당 수식화로 인해 적정 형태가 되어 제 기능을 한다.

췌장에서 분비되는 인슐린과 글루카곤*은 음식물 섭취에 의한 혈당 변화에 따라, 간에서의 포도당을 생성·억제함으로서 체내 혈당 조절을 한다. 그러나 이처럼 생체 호르몬의 분비를 통한 혈당 조절 기전이 잘 알려진 것에 비해, 특정한 단백질의 당 수식화 과정을 통한 혈당 조절 기전은 잘 알려지지 않았다.
  * 인슐린과 글루카곤(Insulin and Glucagon) : 인슐린은 식후 췌장의 베타세포에서 분비되는 생체호르몬으로 간에서 포도당 생성을 억제하여 혈당을 조절한다. 반면 글루카곤은 절식 상태가 계속될 경우 췌장의 알파세포에서 분비되는 생체호르몬으로 간에서 포도당 생성을 촉진하여 정상 혈당을 유지한다.

ERRγ단백질은 음식물 섭취로 인한 혈당 변화에 따라 발생량이 조절됨으로서 정상 혈당을 유지한다. 이번 연구에서 연구팀은 ERRγ이 당 수식화 과정을 통하여 간의 포도당 생성과 억제에 영향을 주어 체내 혈당 조절에 영향을 미치는 것을 새롭게 밝혀냈다.

이는 정상 혈당을 유지하기 위해 ERRγ의 발생과 ERRγ 당 수식화가 동시에 일어나는 것을 뜻한다.

절식 상태에서 혈당이 떨어질 경우 ERRγ이 많이 발생되어 부족한 단백질이 채워져 혈당이 올라간다. 또한 동시에 ERRγ의 당 수식화가 일어나서 ERRγ이 분해되는 것을 막아 혈당이 올라간다.

반면 섭식상태에서 혈당이 높아질 경우 ERRγ의 발생이 억제되며, ERRγ의 당 수식화가 일어나지 않으므로 단백질이 분해가 되어 혈당이 낮아진다.

이는 당 수식화가 일어날 때 ERRγ과 함께 발생되는 당 수식화 효소(OGT)*가 ERRγ을 분해하지 않도록 당 수식화를 진행시키는 까닭이다. 이는 ERRγ이 과다 발생되었으나 절식상태에서도 당 수식화가 일어나지 않는 돌연변이 쥐를 통해 밝혀낸 것이다.
  * 당수식화효소(OGT, O-GlcNAc transferase) : 당 수식화 과정을 촉진시키는 효소. 당 수식화가 일어날 때 세포 안에서 ERRγ와 함께 발현된다.

비정상적으로 ERRγ의 당 수식화가 지속되면 간에서의 포도당 생성이 지속됨으로서, 혈당을 낮추기 위해 분비되는 인슐린 조절 기능에 문제가 발생할 수 있다.

최흥식 교수는 “인슐린 저항성이 원인인 제2형 당뇨병 및 대사질환은 세포 내 ERRγ단백질의 당 수식화가 정상적으로 조절되지 않아 나타난다고 할 수 있다”며 “ERRγ단백질의 전사활성을 조절하는 물질이 추후 인슐린 저항성을 개선하는 신약후보 물질이 될 수 있다.”라며 연구의 의의를 밝혔다.

미래창조과학부 리더연구자지원사업의 지원을 통해 거둔 이번 연구성과는 미국 당뇨병학회가 발행하는 내분비학 및 대사 분야의 과학 학술지 ‘다이아비티스(Diabetes)’에 10월호에 게재되었다.

출처:브릭