앞서 설명드린 것처럼, PFK1 (phosphofructokinase type 1)은 당분해과정(glycolysis)을 조절하는 주요한 효소입니다.
당분해 효소(glycolytic enzyme) 억제제의 효과적인 암세포 살상작용 (1)
PFK1은 4개의 서브유닛(소단위)로 구성된 알로스테릭 효소(allosteric enzyme)이며, 여러 활성물질과 억제물질에 의해 조절됩니다. PFK1은 당분해과정(glycolysis)에서 중요한 위임된 단계(committed step)를 촉매하여, 프럭토스6인산(fructose 6-phosphate)과 ATP를 프럭토스1,6인산(1,6-bisphosphate)과 ADP로 변환시킵니다.
PFK1은 고농도의 ATP에 의해 억제되지만, 그러나 AMP는 ATP의 억제작용을 역전시킵니다. 따라서, 세포의 ATP/AMP 비율이 저하될 때 PFK1 효소의 활성이 높아집니다. 따라서, 당분해과정은 에너지 전하(energy charge)가 떨어질 때 촉진됩니다. PFK1은 ATP에 대한 친화도가 다른 기질(substrate:반응물질)과 억제물질 양쪽의 반응 사이트(sites)를 가지고 있습니다.
글루카곤(glucagon)은 PFK1의 합성억제를 통해 PFK1을 억제합니다. 글루카곤(glucagon) 은 혈당 대사작용 조절에 중요한 역할을 하는 호르몬으로, 혈중 혈당의 농도가 어느 수준 이하로 낮아지면 간에서 인슐린과는 반대로 작용하여 혈당량을 상승시킵니다.
또한 PFK1은 …
암세포는 정상세포조직과는 달리 더 많은 혈당(glucose)을 받아들이고, 유산소 환경에서도 혈당이 불완전하게 연소되는 당분해과정(glycolysis)을 선호하는 암 유발 대사작용(pro-oncogenic metabolism)으로 전환되며, 이를 워버그 효과(Warburg effect)라고 합니다.
대부분의 암세포에서는 당분해과정(워버그 효과)의 증가가 나타나며, 이러한 ATP(에너지원) 생산을 위한 대사적 경로를 암세포는 주요 에너지 공급원으로 이용합니다. 다수의 연구보고에서 암의 발달과정에 나타나는 여러 대사적 전환을 유도하는 가능한 기전들을 제시합니다. 이들 기전 중에는 미토콘드리아 결함과 기능이상, 종양의 저산소 미세환경 적응, 암유발성 신호경로 및 대사성 효소의 비정상적 발현이 포함됩니다.
당분해작용 전환스위치(glycolytic switch)는 대부분 고형암의 공격성 의제에서 특별한 위치를 점하고 있습니다. 이같은 당분해 대사과정으로의 전환은 암종양의 더욱 공격적인 새로운 혈관생성, 그리고 전이성 표현형으로 발달에 선행됩니다. 또한 당분해과정은 종양의 증식, 대사질환성 암, 그리고 대사작용과 혈관신생, 전이(metastasis) 간에 제시되는 필수적인 상호교신을 통해 널리 영향을 미칩니다.
암 특이적 치료법의 발달이 극히 제한적인 것은 대부분의 건강한 세포와 암세포가 모두 공통된 신호경로들에 의존하기 때문입니다. 중요하게도, 당분해과정의 억제는 효과적으로 …
암세포는 지속적으로 변화화는 미세환경 속에서 빠르게 증식하는 암의 대사적 수요를 총족시켜야만 합니다. 암의 대사작용은 정상세포의 대사작용에 비해 약 8배나 많으며, 신체는 이런 암세포에 영양분을 공급하기 위해 끊임없이 과로를 해야만 합니다. 대부분 고형암 내의 저산소 부위의 암세포와 유산소 상태인 신체 대부분의 정상세포 사이에는 당 대사작용(sugar metabolism)에서 근본적인 차이가 있습니다.
당 (또는 혈당)은 세포 속으로 들어가 ATP라고 하는 유용한 에너지원으로 전환됩니다. 이러한 당 대사의 또 다른 산물로 젖산(lactate)이 생성되고 특별한 운반체에 의해 세포 밖으로 분비됩니다. 혈당은 여러 단계에 걸친 일련의 효소촉매 생화학반응과정인 당분해작용(glycolysis)에 의해 대사되고, 피루브산(pyruvate)이 만들어집니다. 정상세포는 세포의 에너지 수요에 맞는 ATP를 생산하기 위해 많은 피루브산이 미토콘드리아로 들어가 구연산회로(TCA cycle)에서 산화됩니다.
그러나, 대부분 암세포는 미토콘드리아 대신 호기성 당분해과정(aerobic glycolysis)에 의존합니다. 노벨상 수상자인 오토 워버그(Otto Warburg)는 암세포가 에너지 생산을 위해 미토콘드리아에 크게 의존하지 않는 다는 것을 밝혔습니다. 대신에 암세포는 이용할 산소가 있음에도 혈당을 …
소위 수면호르몬(sleep hormone)으로 불리는 멜라토닌(melatonin)은 뇌의 중앙부위 위쪽에 존재하는 작은 콩만한 크기의 내분비기관인 송과선 (pineal gland)에서 분비되는 물질입니다. 송과체(pineal)는 낮에는 활성화되지 않습니다. 해가 지고 완전한 어둠이 내리면, 송과체가 스위치를 켜고 활발히 멜라토닌 생산을 시작하고, 혈액으로 분비합니다. 그러므로, 혈중 멜라토닌 수치는 야간에는 높고(80–120pg/ml), 주간에는 낮게(2–20pg/ml) 나타납니다.
사람이 빛이 드는 낮에는 깨어있고 어두운 밤에는 잠을 자는 양상은 자연적인 생활의 일부입니다. 다만 근래에야 과학자들이 수면과 각성(sleep and waking)의 교대주기, 그리고 이것이 일광 및 일몰 후 어두움과 어떻게 관련되었는지를 이해하기 시작한 것입니다.
멜라토닌은 잘 알려진 수면/각성주기(sleep/wake cycle) 및 일주기 생체리듬(circadian rhythms)의 제어조절 외에도, 면역조절, 혈구생성과정 (hematopoiesis), 그리고 항산화적 과정과 연관되어 있습니다.
멜라토닌은 체내에 존재하는 여러 일일주기(diurnal cycles)를 조절하는 호르몬입니다. 멜라토닌은 심장질환에서부터 당뇨병, 뼈의 건강 및 비만에 이르기 까지 모든 면에 유익한 효과가 있습니다. 그 중에서도 현재 최신연구에서 최고의 효과로 제시되는 것은 멜라토닌이 우리의 유전물질(genetic material)을 보호하고, …
