대사증후군의 개노답 삼형제-첫째, 당뇨병 (5-1)

이렇게 세포 내로 들어온 포도당들은 잘게 쪼개져 에너지가 되며,
남는 건 저장된다.

 저장 파트를 먼저 짚어 보자.

근육세포에서는 잉여 포도당을 글리코겐으로,

지방에서는 지방으로 저장하며,

간은 우선 글리코겐으로 저장하고,
그래도 남으면 지방으로 만들어 차곡차곡 저장한다.

그러면 지방간이 되겠지용

 

정리하자면 이정도. 

오늘은 먼저 근육과 간에서 일어나는
글리코겐 합성을 얘기해 보자.

 

https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/glycogen-synthesis

 

뭔가 끔찍한 그림이 나왔다. 

뜨든

뭔가 복잡해 보이지만,
일단 침착하게 순서대로 지나가며 훑어보자. 

 

1.     Hexokinase (혹은 Glucokinase)가 포도당에 인산기를 붙여
Glucose-6-phosphate (줄여서 G6P)를 만든다.

Glucose + ATP → Glucose-6-phosphate + ADP

 

2.     이 G6P의 인산기 위치를 Phospho-gluco-mutase가
1번 탄소 옆으로 옮겨 Glucose-1-phosphate로 변환시킨다.

이부분은 가역적으로,
G1P와 G6P 상태는 상황에 따라 왔다 갔다 할 수 있다.

Glucose-6-phosphate ↔ Glucose-1-phosphate

3.     UDP-Glucose Pyro-phosphorylase 라는 녀석이
G1P에 UTP를 붙여 UDP-Glucose를 만든다.

Glucose-1-phosphate + UTP → UDP-Glucose + PPi (무기인산)

 

TMI로, 여기서의 UDP는 Uridine Diphosphate라는,

핵산 기반의 조효소다.

UPD 구조. Pubchem

이름을 뜯어보면,

RNA의 주요 구성 요소 중 하나인 핵산 염기인 우라실(Uracil),

5탄당 당분인 리보스(Ribose),

그리고 두 개의 인산기(Diphosphate)로 구성된다.

 

TMI의 TMI로, 왜자꾸 인산기 얘기가 나오냐면,
얘네로부터 에너지를 얻는다!
라고 생각하면 된다.
(물론 경우에 따라 다를 수 있다)

인산과 인산이 붙는 Phosphoanhydride Bond는
전기적 반발이 강한 고에너지 결합이다.

그래서 이 결합이 깨질 때 에너지가 방출되며,
안정한 상태로 돌아간다.

체내 에너지 대사를 얘기할 때 단골 손님인
ATP니, ADP니, AMP니 하는 것들의
P가 바로 인산기(Phosphate group)를 의미한다.

T는 세 개(Triphosphate),
D는 두 개(Diphosphate),
M은 하나(Monophosphate)를 뜻하며,

이들의 상호 전환을 통해 에너지가 저장되고 방출된다.

예를 들어,
ATP → ADP + Pi 반응에서는
한 개의 인산기가 떨어지면서
약 7.3 kcal/mol의 에너지가 방출되는데,

이 에너지가 체내 생화학 반응을 추진하는 데 사용된다.

즉, 인산이 하나 붙어있던 G1P에
UTP, 즉, 인산 세개짜리를 붙여주고
ppi (inorganic pyrophosphate) 하나가 빠져나왔으니

따란~!
인산이 두개 남은 UDP-Glucose가 완성되는 것.

그냥 인산기 하나 붙여주면 좋을텐데
일 더럽게 복잡하게 한다.

한가지 이유로는
여기서 빠져나온 PPi가 2개의 pi로 가수분해 되는데,

이를 통해 UDP-Glucose 가
다시 G1P와 UTP로 돌아가 버리는 걸 막는다.

그리고 P와 P 사이의 결합을 깨면서
방출된 에너지를 UDP-Glucose가 품고서

반응성이 높은 "활성화된 포도당"
형태를 유지해야 여기 붙이든 저기 붙이든 할 수 있는 것. 

말이 어렵지만 정리하자면,
일을 시키려면 잠에서 깨워야하는데,
깨워서 일할 힘이
인산기로부터 나온다고 보면 좀더 쉬우려나? 

 

다시 본론으로 돌아와서, 

4.   Glycogen Synthase (줄여서 GS)가
UDP-Glucose을 기존의 글리코겐에다 가져다 붙여준다.

(Glycogen)n + UDP-Glucose → (Glycogen)n+1 + UDP

 

보다시피 글리코겐은 길다란 사슬 구조인데,
이 사슬의 끝에 고리를 하나 더 걸어서 사슬을 늘려주는 개념.

이때 UDP는 빠져나가
어딘가에서 무기인산을 납치해 다시 UTP가 된다. 

한번 더 정리하자면 다음과 같다.

 

앞선 포스트에서 다뤘던 인슐린 경로가 이 과정에 기여하는데, 

GSK라는 녀석이 평소에 GS를 붙잡아 놓는 중에 
인슐린 신호를 받은 AKT가 GSK가 일을 못하게 한다.    

대사증후군의 개노답 삼형제-첫째, 당뇨병 (4)

 

즉, AKT가 일을하면 GS가 활성화되어, 
글리코겐 합성의 마지막 단계인 

' Glycogen Synthase (줄여서 GS)가
UDP-Glucose을 기존의 글리코겐에다 가져다 붙여준다.'

이걸 수행할 수 있게 하는 것. 

해서, 인슐린 신호가 제일을 못하면 당을 집어넣는것도, 
세포내에 과도한 당을 저장하는것도 못하게 되는 것. 

 

오늘은 어려운 얘길 했으니 여기까지만.

다음 단계에서는 지방산 합성으로 넘어가 볼까 한다.