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Ca2+/칼모듈린 의존성 단백질 키나아제에 의한 신호전달

전문가 제언: ○ 효소와 단백질들은 적당한 시기와 장소에서 필요에 따라 활성화되고 비활성화되어 많은 생화학 과정들을 조정한다. 단백질의 활성을 조절하는 방법에는 몇 가지가 있으며 이중의 한 가지가 공유 결합적 방법이고 단백질 인산화와 탈 인산화가 공유 결합적 방법의 하나이다. 인산화효소 중의 하나인 Ca2+/칼모듈린-의존성 단백질 키나아제(Ca2+/calmodulin- dependent protein kinase; CaMK)는 세포의 Ca2+ 농도변화를 감지하여 표적단백질을 인산화함으로써 활성화시킨다.

○ 세린/트레오닌 단백질 인산 가수분해효소는 인산화 된 표적단백질을 탈 인산화하여 비활성화한다. 필자들은 CaMK를 특이적으로 탈 인산화하는 효소를 찾아내었고 「칼모듈린 키나아제 포스파타아제」라고 명명하였다. 사람의 게놈은 약 500가지 인산 가수분해효소, 그리고 약 2,000가지 단백질 키나아제를 암호화하는 것으로 알려졌다. 이 인산화-탈 인산화에 의해 조절되는 생리기능에는 탄수화물 대사, 기억·학습의 고차신경기능, 세포골격 형성, 전사제어, 정자형성, 골격형성 등이 있다.

○ 인산화-탈 인산화계에 이상이 생기면 여러 가지 질병을 일으킨다. CaMKII의 Thr286을 Ala로 치환한 동물에서 기억·학습능력이 저하하였다. 핵이행 신호를 전달하는 CaMKδβ의 이상은 심장비대를 야기한다. 췌장 β세포의 인슐린 분비는 CaMKII가 필수적 역할을 한다. 최근에, CaMKⅣ는 파골(破骨)세포의 분화억제에 깊이 관여하는 것으로 나타났다. CaMKII의 CaMKⅣ는 세포자살에 관여하며 글리오마에 대한 항암작용을 나타낸다.

○ 생리작용의 조절은 개체의 생존에 필수적 요소이다. 질병은 조절작용에 이상이 있을 때 발생한다. 기능조절은 매우 복잡하고 다양하며 이중에서 인산화-탈 인산화에 의한 조절은 많은 생리기능에 관여하기 때문에 이와 관련된 질환도 다양할 수밖에 없다. 이 분야의 더 많은 지식이 축적되어 여러 가지 질병의 원인을 규명하고 새로운 치료법이 개발되기를 기대한다.

저자: Yasushi Shigeri
자료유형: 학술정보