GLUT4가 GLUT2보다 Km값이 작은데도 불구하고 먼저 포도당을 받아들이지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 포도당 운반 체중에서 GLUT4가 GLUT2보다 Km값이 작은데도 불구하고 먼저 포도당을 받아들이지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.
네, 질문해주신 것처럼 GLUT4가 GLUT2에 비해서 Km 값이 작은, 즉 친화도가 더 높음에도 불구하고 포도당을 먼저 받아들이지 않는데요, 우선 Km 값은 효소나 수송체가 기질(여기서는 포도당)에 대해 얼마나 높은 친화성을 갖는지를 나타냅니다. 즉 이 값이 높으면 낮은 농도에서도 기질을 잘 잡는다 (친화력 ↑)는 것을 의미하고, 이 값이 낮으면 높은 농도여야 기질을 잡는다 (친화력 ↓)는 것입니다. 따라서 GLUT4가 GLUT2보다 Km이 더 작다는 것은 GLUT4가 포도당에 대해 더 민감하다는 의미인데요, 우선 GLUT 2의 경우에 Km이 크다(≈ 15~20 mM). 즉, 혈당이 많이 올라야 활성화됩니다. 하지만 GLUT4는 단순히 Km 값(친화력) 만으로 작동이 결정되는 것이 아닌데요, GLUT4는 인슐린 신호에 의해 세포막에 삽입되는 조절형 수송체이기 때문에, 인슐린이 분비되기 전에는 세포막에 거의 없고 따라서 포도당을 받아들일 수 없습니다. 반면 GLUT2는 항상 세포막에 발현되어 있어서 혈당 농도 변화에 따라 수동적으로 포도당의 유입/유출을 조절합니다. 즉, Km 값의 차이가 "누가 먼저 작동하는지"를 결정하는 요소가 아니라, "조절 메커니즘(인슐린 의존성 vs 비의존성)"이 결정적 요인인 것입니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
GLUT4는 인슐린 자극 시 세포막으로 이동해서 작동하는데, Km이 낮아도 기본적으로는 세포내에 머물러있어서 즉시 포도당을 받지는 않습니다.
반면에 GLUT2는 간, 췌장의 베타세포막에 항상 발현되어있어 고농도 포도당 변화감지에 우선적으로 작동합니다.
결론부터 말씀드리면 저장 위치 때문입니다.
GLUT4는 주로 근육세포와 지방세포에 존재하며, 평상시에는 세포질 내 소낭에 보관되어 있습니다.
하지만 혈당이 상승하여 인슐린이 분비되면, 인슐린 신호에 의해 소낭이 세포막으로 이동하여 GLUT4를 세포막에 배치됩니다.
반면 GLUT2는 주로 간세포와 이자의 b세포에 존재하며, 항상 세포막에 위치합니다. 그래서 인슐린과 같은 호르몬에 의한 조절 없이, 혈액의 포도당 농도에 비례하여 포도당을 수송하는 것입니다.
결론적으로 GLUT4의 낮은 Km 값은 포도당에 대한 높은 친화도를 의미하지만, 평상시 세포막에 존재하지 않는 특성 때문에 식후 초기 포도당 흡수에는 관여하지 않는 것입니다.
GLUT4는 인슐린의 신호가 있을 때만 세포막으로 이동하여 포도당을 수송하기 때문에, 더 낮은 Km 값을 가짐에도 불구하고 항상 세포막에 존재하는 GLUT2보다 먼저 포도당을 받아들이지 않습니다. GLUT4는 평소 세포 내 소낭에 저장되어 있다가 혈당이 높아져 인슐린이 분비되면, 인슐린 신호를 받아 세포막으로 이동하여 포도당을 세포 안으로 들여보내는 역할을 수행합니다. 반면, 간이나 췌장의 베타세포 등에 위치한 GLUT2는 인슐린과 무관하게 항상 세포막에 존재하며, 혈당이 높을 때 농도 차이에 따라 포도당을 운반하는 기능을 합니다.
안녕하세요. 오현수 전문가입니다.
GLUT 4는 인슐린 자극이 있을 때에만, 다양한 세포신호전달계를 통해 신호가 전달되어, 결론적으로 세포막에 박힙니다.
항상 세포막에 항시 박혀있는 채널은 아닙니다.