{{위키데이터 속성 추적}}
{{효소 정보
| 이름 = 피루브산 카복실화효소
| AltNames =
| 그림 = Pyruvate_Carboxylase_fromPDB_2QF7.png
| 그림_크기 = 
| caption = [[리조비움 에틀리]] (''Rhizobium etli'')의 피루브산 카복실화효소의 결정 구조. 비오틴 카복실화효소 도메인(파란색), 알로스테릭 연결 도메인(녹색), 비오틴 결합 도메인(빨간색), 카복실 전이효소 도메인(주황색)<ref name="pmid18613815">{{PDB|2QF7}}; {{저널 인용|vauthors=Jitrapakdee S, St Maurice M, Rayment I, Cleland WW, Wallace JC, Attwood PV | title = Structure, mechanism and regulation of pyruvate carboxylase | journal = Biochem. J. | volume = 413 | issue = 3 | pages = 369–87 |date=August 2008 | pmid = 18613815 | pmc = 2859305 | doi = 10.1042/BJ20080709 }}</ref>
| EC_number = 6.4.1.1
| CAS_number = 9014-19-1
| GO_code = 0004736
}}
{{Pfam box |Symbol = PYR_CT
| Name = 피루브산 카복실기전이효소
| Pfam = PF00682
| InterPro = IPR000891
| PROSITE = PDOC50991
}}
{{Infobox protein
   |Name=피루브산 카복실화효소
   |image=
   |caption=
   |Symbol=PC
   |AltSymbols=
   |HGNCid=8636
   |Chromosome=11
   |Arm=q
   |Band=11
   |LocusSupplementaryData=-q13.1
   |ECnumber=6.4.1.1
   |OMIM=608786
   |EntrezGene=5091
   |RefSeq=NM_000920
   |UniProt=P11498
   |PDB=
}}

'''피루브산 카복실화효소'''({{llang|en|pyruvate carboxylase}}, '''PC''') ({{EC number|6.4.1.1}})는 PC 유전자에 의해 암호화되며, [[옥살로아세트산]]을 형성하기 위해 생화학적으로 비가역적인 [[피루브산]]의 [[카복실화]]를 [[촉매]]하는(종에 따라) [[연결효소]] 부류에 속하는 [[효소]]이다.

피루브산 카복실화효소는 다음과 같은 반응을 촉매한다.
:피루브산 + {{chem|H|C|O|3|-}} + ATP → 옥살로아세트산 + ADP + P

이는 피루브산으로부터 옥살로아세트산을 생성하는 중요한 [[보충대사 반응]]이다. 피루브산 카복실화효소는 보결분자단으로 [[비오틴]]을 가지고 있는 미토콘드리아 단백질로 [[마그네슘]] 또는 [[망가니즈]] 및 [[아세틸-CoA]]를 필요로 한다.<ref name="pmid18613815"/>

피루브산 카복실화효소는 1959년에 [[케이스 웨스턴 리저브 대학교]]의 M. F. 어터(M. F. Utter)와 D. B. 키치(D. B. Keech)에 의해 처음으로 발견되었다.<ref name="pmid13840551">{{저널 인용|vauthors=Utter MF, Keech DB | title = Formation of oxaloacetate from pyruvate and carbon dioxide | journal = J. Biol. Chem. | volume = 235 | pages = PC17–8 |date=May 1960 | doi = 10.1016/S0021-9258(18)69442-6 | pmid = 13840551 | doi-access = free }}</ref><ref name="pmid762171">{{저널 인용| vauthors = Cohen ND, Beegen H, Utter MF, Wrigley NG | title = A re-examination of the electron microscopic appearance of pyruvate carboxylase from chicken liver | journal = J. Biol. Chem. | volume = 254 | issue = 5 | pages = 1740–7 | date = March 1979 | doi = 10.1016/S0021-9258(17)37835-3 | pmid = 762171 | doi-access = free }}</ref> 그 이후로 피루브산 카복실화효소는 [[균류]], [[세균]], [[식물]], [[동물]]을 포함한 다양한 [[원핵생물]] 및 [[진핵생물]]에서 발견되었다.<ref name="pmid16505973">{{저널 인용|vauthors=Jitrapakdee S, Vidal-Puig A, Wallace JC | title = Anaplerotic roles of pyruvate carboxylase in mammalian tissues | journal = Cell. Mol. Life Sci. | volume = 63 | issue = 7–8 | pages = 843–54 |date=April 2006 | pmid = 16505973 | doi = 10.1007/s00018-005-5410-y | s2cid = 850667 }}</ref> 포유류에서 피루브산 카복실화효소는 [[포도당신생합성]]과 [[지방 생합성]], [[신경전달물질]]의 생합성, 이자의 랑게르한스섬세포에 의한 포도당 유도 인슐린 분비에 중요한 역할을 한다. 피루브산 카복실화효소에 의해 생성된 옥살로아세트산은 이러한 생합성 경로에 사용되는 중요한 [[대사 중간생성물]]이다.<ref name="pmid12150961">{{저널 인용|vauthors=Jitrapakdee S, Nezic MG, Cassady AI, Khew-Goodall Y, Wallace JC | title = Molecular cloning and domain structure of chicken pyruvate carboxylase | journal = Biochem. Biophys. Res. Commun. | volume = 295 | issue = 2 | pages = 387–93 |date=July 2002 | pmid = 12150961 | doi = 10.1016/S0006-291X(02)00651-4 }}</ref> 포유류에서 피루브산 카복실화효소는 조직 특이적 방식으로 발현되며 그 활성은 [[간]]과 [[콩팥]](포도당신생합성 조직), [[지방 조직]] 및 수유 중인 [[젖샘]](지질생성 조직), [[랑게르한스섬]]에서 가장 높은 것으로 밝혀졌다. 활성은 [[뇌]], [[심장]], [[부신]]에서 중간 정도이며, [[백혈구]] 및 피부 섬유아세포에서 가장 낮다.<ref name="pmid8687459">{{저널 인용|vauthors=Jitrapakdee S, Walker ME, Wallace JC | title = Identification of novel alternatively spliced pyruvate carboxylase mRNAs with divergent 5'-untranslated regions which are expressed in a tissue-specific manner | journal = Biochem. Biophys. Res. Commun. | volume = 223 | issue = 3 | pages = 695–700 |date=June 1996 | pmid = 8687459 | doi = 10.1006/bbrc.1996.0958 }}</ref>

== 구조 ==
피루브산 카복실화효소의 구조 연구는 [[전자 현미경]] 관찰법, 제한된 [[단백질 분해]], 그리고 [[효소]]를 암호화하는 [[유전자]] 및 [[cDNA]]의 복제 및 염기 서열 분석에 의해 수행되었다. 활성화된 피루브산 카복실화효소의 가장 잘 특성화된 형태는 [[사면체]]와 같은 구조로 배열된 4개의 동일한 소단위체로 구성된 것이다. 각 소단위체는 인접한 단량체 사이의 경계명이 형성된 촉매 부위로 [[이산화 탄소]]를 운반하는 스윙잉 암(swinging arm)으로 작용하는 단일 [[비오틴]] [[부분 (화학)|부분]]을 포함하고 있다. 기능적 사량체의 각 소단위체는 비오틴 카복실화(BC) 도메인, 트랜스카복실화(CT) 도메인, 비오틴 카복실기 운반체(BCCP) 도메인, 최근에 명명된 피루브산 카복실호효소 사량체화(PT) 도메인의 4개의 도메인을 포함한다.<ref name="pmid14993673">{{저널 인용|vauthors=Kondo S, Nakajima Y, Sugio S, Yong-Biao J, Sueda S, Kondo H | title = Structure of the biotin carboxylase subunit of pyruvate carboxylase from Aquifex aeolicus at 2.2 A resolution | journal = Acta Crystallogr. D | volume = 60 | issue = Pt 3 | pages = 486–92 |date=March 2004 | pmid = 14993673 | doi = 10.1107/S0907444904000423 }}</ref><ref name="pmid19523900">{{저널 인용|vauthors=Yu LP, Xiang S, Lasso G, Gil D, Valle M, Tong L | title = A symmetrical tetramer for S. aureus pyruvate carboxylase in complex with coenzyme A | journal = Structure | volume = 17 | issue = 6 | pages = 823–32 |date=June 2009 | pmid = 19523900 | doi = 10.1016/j.str.2009.04.008 | pmc = 2731552 }}</ref> 사용 가능한 두 가지 가장 완전한 결정 구조에서 비대칭 및 대칭 형태의 단백질이 시각화되었다.<ref name="pmid17717183">{{저널 인용|vauthors=St Maurice M, Reinhardt L, Surinya KH, Attwood PV, Wallace JC, Cleland WW, Rayment I | title = Domain architecture of pyruvate carboxylase, a biotin-dependent multifunctional enzyme | journal = Science | volume = 317 | issue = 5841 | pages = 1076–9 |date=August 2007 | pmid = 17717183 | doi = 10.1126/science.1144504 | bibcode = 2007Sci...317.1076S | s2cid = 34738991 }}</ref> 활성인자인 조효소 A와 복합체를 형성하는 [[황색포도상구균]](''Staphylococcus aureus'')의 피루브산 카복실화효소 사량체는 고도로 대칭적이며 222개의 대칭을 가지고 있으며 cryo-EM 연구에 의해 확인되었다.<ref name="pmid19523900"/> 대조적으로 [[뿌리혹박테리아|리조비움 에틀리]](''Rhizobium etli'')에서 [[아세틸-CoA]]의 비가수분해성 유사체인 에틸-CoA와 복합체를 형성하는 피루브산 카복실화효소 사량체는 단지 하나의 대칭선만 가지고 있다.<ref name="pmid17717183"/>

{{multiple image|align=center
| header  = 피루브산 카복실화효소의 대칭 비교
| width  = 200
| height = 150
| lines  = 2
|image1=Pyruvate Carboxylase 2QF7, sswilson7.png|caption1=[[리조비움 에틀리]] (''Rhizobium etli'')
|image2=Pyruvate carboxylase 3HO8, sswilson7.png|caption2=[[황색포도당구균]] (''Staphylococcus aureus'')
}}

피루브산 카복실화효소는 두 단계에서 피루브산의 옥살로아세트산으로의 [[아데노신 삼인산|ATP]] 의존성 카복실화를 촉매하는 데 사용되는 공유결합된 [[비오틴]] 보조 인자를 사용한다. 비오틴은 처음에 ATP와 중탄산염에 의해 비오틴 카복실화(BC) 활성 부위에서 카복실화된다. 카복실기는 이후에 카복시비오틴에 의해 트랜스카복실화(CT) 도메인의 두 번째 활성 부위로 옮겨지며, 여기서 피루브산은 카복실화되어 옥살로아세트산을 생성한다. 비오틴 카복실기 운반체(BCCP) 도메인은 두 원거리의 활성 부위 간에 테더링된 보조 인자를 이동시킨다. 피루브산 카복실화효소의 알로스테릭 결합 부위는 비만 또는 제2형 당뇨병의 치료에 유용할 수 있는 활성의 변형인자에 대한 표적을 제공하며, 리조비움 에틀리(''Rhizobium etli'')의 피루브산  카복실화효소의 완전한 구조적 설명에서 얻은 메커니즘적인 통찰은 효소의 개별 촉매 부위 및 조절 부위에 대한 세밀한 연구를 가능하게 했다.<ref name="pmid17717183"/>

== 반응 메커니즘 ==
피루브산 카복실화효소는 [[아데노신 삼인산|ATP]]를 [[가수분해]]하여 [[피루브산]]을 [[옥살로아세트산]]으로 전환시킨다.

<gallery>
파일:Pyruvic-acid-2D-skeletal.png |[[피루브산]]의 구조
파일:Oxaloacetic acid.svg |[[옥살로아세트산]]의 구조
</gallery>

[[파일:Mechanism of Pyruvate Carboxylase, 5-15-2010, sswilson7.png|섬네일|오른쪽|300px|alt=black and white schematic diagram depicting the mechanism of pyruvate carboxylase | 피루브산 카복실화효소의 제안된 메커니즘:<br />('''A''') 비오틴(BC 도메인)의 ATP 의존적 카복실화,<br />('''B''') 피루브산(CT 도메인)의 트랜스카복실화.]]

반응 메커니즘은 두 가지의 부분 반응으로 세분화될 수 있다(오른쪽 그림을 참조). 첫 번째 반응에서 [[아데노신 삼인산|ATP]]는 [[카복실화]]되어 탄산 인산 무수물 [<sup>−</sup>O(<sup>−</sup>O)P(=O)O–C(=O)O<sup>−</sup>]을 생성하며, 이는 차례로 비오틴 카복실기 운반체(BCCP) 도메인의 [[리신]] [[잔기]]에 [[공유결합]]으로 연결된 [[비오틴]] [[보조 인자]]를 카복실화한다.<ref name="pmid16505973"/> 탄산 인산 무수물은 효소에 연결된 비오틴 분자의 공격을 받기 전에 이산화 탄소와 인산염으로 분해된다. 대부분의 종에서 이 반응은 피루브산 카복실호효소 사량체화(PT) 도메인에 결합하는 알로스테릭 활성인자인 [[아세틸-CoA]]를 필요로 한다.<ref name="pmid19523900"/> 두 번째 반응에서는 인접한 단량체인 트랜스카복실화(CT) 도메인에서 일어나며 이산화 탄소가 수용체 분자인 피루브산으로 전달되어 옥살로아세트산을 형성한다. 반응은 아직 확인되지 않은 활성 부위 잔기에 의해 피루브산에서 양성자를 제거하여 [[엔올|엔올레이트]] 중간생성물을 생성한다. 엔올레이트 중간생성물은 효소에 연결된 비오틴 분자로부터 일시적으로 방출되는 CO<sub>2</sub>를 공격한다. 생성된 [[옥살로아세트산]]은 방출된다. 비오틴 분자는 앞서 서술한 활성 부위 잔기에 의해 양성자화되고 재카복실화되는 트랜스카복실화(CT) 도메인의 활성 부위로부터 방출된다.<ref name="pmid19523900"/><ref name="pmid17717183"/> 효소 활성의 주요 조절인자인 아세틸-CoA는 첫 번째 부분 반응에서 ATP의 절단을 촉진하고 또한 [[효소]]의 [[사량체]] 구조에서 [[입체형태|입체형태적]] 변화를 유도하는 것으로 나타났다.<ref name="pmid12150961"/>

== 기능 ==
[[포도당신생합성]]에서 피루브산 카복실화효소는 [[피루브산]]으로부터 [[포스포엔올피루브산]]으로의 전환에 관여한다. 피루브산은 먼저 [[아데노신 삼인산|ATP]] 1분자의 [[가수분해]]를 필요로 하는 미토콘드리아의 피루브산 카복실화효소에 의해 [[옥살로아세트산]]으로 전환된다. 그런 다음 옥살로아세트산은 [[탈카복실화]]되고 동시에 [[인산화]]되며, 이는 [[세포질]] 또는 [[미토콘드리아]]에서 [[포스포엔올피루브산 카복시키네이스]]의 두 가지 동종형태 중 하나에 의해 촉매되어 포스포엔올피루브산을 생성한다. 일반적인 포도당신생합성 조건에서 옥살로아세트산은 미토콘드리아의 포스포엔올피루브산 카복시키네이스에 의해 포스포엔올피루브산으로 전환된다. 생성된 포스포엔올피루브산은 음이온 수송체 운반 시스템에 의해 [[미토콘드리아 기질]] 밖으로 운반되고,<ref name="pmid19635791">{{저널 인용|vauthors=Stark R, Pasquel F, Turcu A, etal | title =  Phosphoenolpyruvate cycling via mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase links anaplerosis and mitochondrial GTP with insulin secretion. | journal = Journal of Biological Chemistry | volume = 284 | pages = 26578–26590 | year = 2009 | pmid=19635791 | issue = 39 | doi=10.1074/jbc.M109.011775 | pmc=2785346| doi-access = free }}</ref> 세포질의 포도당신생합성 효소에 의해 [[포도당]]으로 전환된다. 그러나 [[굶주림|기아]] 동안 세포질의 [[NADH]] 농도가 낮고 미토콘드리아의 NADH 농도가 높을 때 옥살로아세트산은 [[환원 당량]]의 셔틀로 사용될 수 있다. 이러한 옥살로아세트산은 미토콘드리아의 [[말산 탈수소효소]]에 의해 [[말산]]으로 전환된다. 세포질로 내보내진 후 말산은 다시 옥살로아세트산으로 전환되고 동시에 NAD<sup>+</sup>가 NADH로 환원된다. 옥살로아세트산은 이후에 수송된 환원 등가물인 NADH와 함께 세포질에서 포도당신생합성에 사용될 수 있는 포스포엔올피루브산으로 전환된다.<ref name="pmid18613815"/>

[[간]] 및 [[콩팥 겉질]]에서 [[포스포엔올피루브산 카복시키네이스]], [[과당 1,6-이중인산가수분해효소]] 및 [[포도당 6-인산가수분해효소]]를 포함한 다른 포도당신생합성 효소의 높은 활성과 함께 피루브산 카복실화효소의 매우 높은 수준의 활성은 피루브산 카복실화효소의 주요 역할이 이들 기관에서 포도당신생합성에 참여하는 것임을 시사한다. 특정 조직([[뇌]], [[백혈구]] 및 [[콩팥 속질]])에 내인성 포도당이 필요한 단식 또는 기아 동안 피루브산 카복실화효소 및 기타 포도당신생합성 효소들의 발현이 증가한다.<ref name="pmid1948033">{{저널 인용|vauthors=Rothman DL, Magnusson I, Katz LD, Shulman RG, Shulman GI | title = Quantitation of hepatic glycogenolysis and gluconeogenesis in fasting humans with 13C NMR | journal = Science | volume = 254 | issue = 5031 | pages = 573–6 |date=October 1991 | pmid = 1948033 | doi = 10.1126/science.1948033 | bibcode = 1991Sci...254..573R }}</ref> 쥐에서 영양 상태의 변화는 간의 피루브산 카복실화효소의 활성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.<ref name="pmid11448844">{{저널 인용|vauthors=Bizeau ME, Short C, Thresher JS, Commerford SR, Willis WT, Pagliassotti MJ | title = Increased pyruvate flux capacities account for diet induced increase in gluconeogenesis ''in vitro'' | journal = Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. | volume = 281 | issue =2 | pages = R427–R433| year = 2001 | pmid = 11448844| doi = 10.1152/ajpregu.2001.281.2.R427 }}</ref> [[단식]]은 증가된 피루브산의 흐름에 의해 지속되는 간의 포도당 생산을 촉진하고 피루브산 카복실화효소의 활성과 단백질의 농도를 증가시킨다. [[당뇨병]]은 쥐에서 기질의 흡수 향상과 간의 피루브산 카복실화효소를 통한 증가된 흐름을 통해 유사하게 포도당신생합성을 증가시킨다.<ref name="pmid9127680" >{{저널 인용|vauthors=Salto R, Sola M, Olicer FJ, Vargas AM | title = Effects of starvation, diabetes, and carbon tetrachloride intoxication on rat kidney cortex and liver pyruvate carboxylase levels | journal = Arch. Physiol. Biochem. | volume = 104 | issue = 7 |pages = 845–850 |date=Dec 1996 | pmid = 9127680 | doi = 10.1076/apab.104.7.845.13111 | citeseerx = 10.1.1.378.3073 }}</ref><ref name="pmid10342812">{{저널 인용| doi = 10.2337/diabetes.48.6.1251 |vauthors=Large V, Beylot M | title = Modifications of citric acid cycle activity and gluconeogenesis in strepozotocin induced diabetes and effects of metformin | journal = Diabetes | volume = 48 | issue = 6 | pages = 1251–1257 |date=June 1999 | pmid = 10342812 }}</ref> 다른 포도당신생합성 효소와 유사하게 피루브산 카복실화효소는 [[글루카곤]]과 [[글루코코르티코이드]]에 의해 양성적으로 조절되는 반면 [[인슐린]]에 의해 음성적으로 조절된다.<ref name="pmid16505973" /> 적절한 영양 수준에서 [[6탄당]] 흡수 능력이 있는 젖소의 포도당신생합성에서 피루브산 카복실화효소의 핵심적인 역할을 뒷받침하는 추가적인 예시로, [[우유]] 생산을 위한 [[젖당]] 합성의 제안된 지원에서 피루브산 카복실화효소 및 관련된 포도당신생합성 효소인 포스포엔올피루브산 카복시키네이스는 수유로 전환되는 동안 현저하게 증가한다.<ref name="pmid10877388">{{저널 인용|title=Changes in mRNA expression for gluconeogenic enzymes in the liver of dairy cattle during transition to lactation|journal=Journal of Dairy Science|year=2002|volume=83|issue=6|pages=1228–1236|doi=10.3168/jds.S0022-0302(00)74989-7|pmid=10877388|vauthors=Greenfield RB, Cecava MJ, Donkin SS|doi-access=free}}</ref>

포도당신생합성에서 피루브산 카복실화효소의 역할 외에도 피루브산 카복실화효소는 다양한 [[생합성]]을 하기 위해 [[시트르산 회로]]의 [[대사 중간생성물]]을 빼내어 사용할 때 시트르산 회로(옥살로아세트산을 제공하는 데 필수적)에 대한 [[보충대사 반응]](시트르산 회로에서 대사 중간생성물의 공급을 보충할 수 있는 효소 촉매 반응) 역할을 한다.

=== 조절 ===
피루브산 카복실화효소는 아세틸-CoA, [[마그네슘|Mg]]-[[아데노신 삼인산|ATP]], [[피루브산]]에 의해 [[다른 자리 입체성 조절|알로스테릭하게 조절]]된다.<ref name="Valle_2017">{{저널 인용| vauthors = Valle M | title = "Pyruvate Carboxylase, Structure and Function" | journal = Sub-cellular Biochemistry | volume = 83 | issue = | pages = 291–322 | date = 2017 | pmid = 28271481 | doi = 10.1007/978-3-319-46503-6_11 | isbn = 978-3-319-46501-2 }}</ref>

== 임상적 중요성 ==
[[탄수화물 대사]]와 [[지질 대사]] 사이의 교차점으로서 피루브산 카복실화효소의 [[유전자 발현|발현]]은 포도당신생합성 조직, [[지방 조직]] 및 [[랑게르한스섬]]에서 조절되어야 한다. 과잉 영양 상태에서 이자의 β 세포에서 피루브산 카복실화효소의 수준이 증가하여 만성적으로 상승된 [[포도당]] 수준에 대한 반응으로 [[피루브산 순환]]이 증가한다.<ref name="pmid15507531">{{저널 인용|vauthors=Liu YQ, Han J, Epstein PN, Long YS |title= Enhanced rat β-cell proliferation in 60% pancreatectomized islets by increased glucose metabolic flux through pyruvate carboxylase pathway | journal =  Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. | volume = 288 | issue = 3 |pages = E471–E478 |date=Dec 2005 | pmid = 15507531 | doi =10.1152/ajpendo.00427.2004 }}</ref> 대조적으로 간에서 피루브산 카복실화효소의 수준은 [[인슐린]]에 의해 감소한다.<ref name="pmid16601267">{{저널 인용|vauthors=Desvergne B, Michalik L, Wahli W | title =  Transcriptional regulation of metabolism | journal = Physiol. Rev. | volume = 86 | issue = 2 | pages= 465–514 |date=April 2006 | pmid =16601267 |doi = 10.1152/physrev.00025.2005 }}</ref> 영양 과잉 기간 동안 지방 조직은 피루브산 카복실화효소 및 기타 지방생성 효소의 극단적인 발현으로 인해 확장된다.<ref name="pmid8687459"/><ref name= "pmid1375435">{{저널 인용|vauthors=Lynch CJ, McCall KM, Billingsley ML, Bohlen LM, Hreniuk SP, Martin LF, Witters LA, Vannucci SJ | title = Pyruvate carboxylase in genetic obesity | journal = Am. J. Physiol. | volume = 262 | pages = E608–E618 |date=May 1992 | pmid = 1375435 | issue = 5 Pt 1 | doi = 10.1152/ajpendo.1992.262.5.E608 }}</ref> 간에서 포도당 수준의 조절은 영양 과잉 상황에서 여전히 조절되지만, 비만 유발 제2형 당뇨병에서 말초 포도당 수준의 조절은 더 이상 인슐린의 조절 하에 있지 않게 된다. [[제2형 당뇨병]]을 앓고 있는 쥐에서 말초 인슐린 저항성으로 인해 [[β 세포]]가 포도당에 만성적으로 노출되면 피루브산 카복실화효소의 활성이 감소하고 피루브산 순환이 감소한다.<ref name ="pmid8866570" >{{저널 인용| doi = 10.2337/diabetes.45.11.1626 |vauthors=MacDonald MJ, Tang J, Polonsky KS | title = Low mitochondrial glycerol phosphate dehydrogenase and pyruvate carboxylase in pancreatic islets of Zucker diabetic fatty rats | journal =Diabetes | volume = 45 | issue = 11 | pages = 1626–1630 |date=Nov 1996 | pmid = 8866570 }}</ref><ref name="pmid8666138" >{{저널 인용| doi = 10.2337/diabetes.45.7.886 |vauthors=McDonald MJ, Efendic S, Ostenson CG | title = Normalization by insulin of low mitochondrial glycerol phosphate dehydrogenase and pyruvate carboxylase in pancreatic islets of the GK rat | journal = Diabetes | volume = 45 | issue =7 |date=July 1996 | pmid = 8666138 | pages = 886–890 }}</ref> [[간세포]]에 의한 포도당의 지속적인 과잉생산은 β 세포의 [[유전자 발현]]에 극적인 변화를 일으켜 정상적으로 억제된 유전자가 크게 증가하고 인슐린에 대한 mRNA, 인슐린 분비에 필요한 이온 펌프, 피루브산 카복실화효소를 포함한 인슐린 분비와 관련된 대사 효소의 발현이 동등하게 감소한다.<ref name="pmid1243814">{{저널 인용|vauthors=Laybutt DR, Glandt M, Xu G, Ahn YB, Trivedi N, Bonner-Weir S, Weir GC | title = Critical reduction in β-cell mass results in two distinct outcomes over time. Adaption with impaired glucose tolerance or decompensated diabetes | journal =J. Biol. Chem. | volume = 278 | issue = 5 | pages = 2997–3005 |date=Jan 2003 | pmid = 12438314 | doi = 10.1074/jbc.M210581200 | doi-access = free }}</ref><ref name="pmid11796484">{{저널 인용| doi = 10.1210/endo.143.2.8623 |vauthors=Poitout V, Robertson RP | title = Secondary β-cell failure in type 2 diabetes-a convergence of glucotoxicity and lipotoxicity | journal = Endocrinology | volume = 143 | issue = 2 | pages = 339–342 |date=Feb 2002 | pmid =11796484 | doi-access = free }}</ref> 동시에 [[지방 조직]]은 순환에서 [[트라이아실글리세롤]]과 비에스터화 [[지방산]]의 축적을 유발하는 [[인슐린 저항성]]을 발생시킨다. 이는 β 세포의 기능을 더욱 손상시킬 뿐만 아니라,<ref name ="pmid11796484"/><ref name ="pmid 15073188">{{저널 인용|vauthors=Boucher A, Lu D, Burgess SC, Telamaque-Potts S, Jensen MV, Mulder H, Wang MY, Unger RH, Sherry AD, Newgard CB | title = Biochemical mechanism of lipid-induced impairment of glucose-stimulated insulin secretion and reversal with a malate analogue | journal = J. Biol. Chem. | volume = 279| issue = 26 | pages = 27263–27271 | year = 2004 |pmid = 15073188 | doi = 10.1074/jbc.M401167200 | doi-access = free }}</ref> 피루브산 카복실화효소의 발현을 더욱 감소시킨다.<ref name= "pmid11916915" >{{저널 인용| doi = 10.2337/diabetes.51.4.977 |vauthors=Busch AK, Cordery D, Denyer GS, Biden TJ | title= Expression profiling of palmitate- and oleate-regulated genes provides novel insights into the effects of chronic exposure on pancreatic β-cell function | journal = Diabetes | volume = 51| issue = 4| pages = 977–987 |date=Apr 2002 | pmid = 11916915 | doi-access = free }}</ref><ref name ="pmid11781146">{{저널 인용|vauthors=Iizuka K, Nakajima H, Namba M, Miyagawa J, Mijazaki J, Hanafusa T, Matsuzawa Y |  title= Metabolic consequences of long-term exposure of pancreatic β-cells to free fatty acid with special reference to glucose insensitivity | journal = Biochim. Biophys. Acta | volume = 1586 | issue = 1| pages = 23–31|date=Jan 2002 | pmid = 11781146 | doi=10.1016/s0925-4439(01)00082-5| doi-access = free }}</ref> 이러한 변화는 대상부전 당뇨병에서 [[β 세포]] [[표현형]]의 감소를 초래한다.

[[피루브산 카복실화효소 결핍증|피루브산 카복실화효소의 결핍]]은 [[젖산]] 축적의 결과로 [[젖산산증]]을 유발할 수 있다.<ref name="pmid16278852">{{저널 인용|vauthors=García-Cazorla A, Rabier D, Touati G, Chadefaux-Vekemans B, Marsac C, de Lonlay P, Saudubray JM | title = Pyruvate carboxylase deficiency: metabolic characteristics and new neurological aspects | journal = Ann. Neurol. | volume = 59 | issue = 1 | pages = 121–7 |date=January 2006 | pmid = 16278852 | doi = 10.1002/ana.20709 | s2cid = 21367897 }}</ref> 일반적으로 과량의 [[피루브산]]은 [[옥살로아세트산]]으로 전환되어 [[포도당신생합성]] 경로로 들어가지만 피루브산 카복실화효소의 결핍으로 인해 과량의 피루브산은 대신 [[젖산]]으로 전환된다. 포도당신생합성의 핵심적인 역할은 [[혈당]] 유지에 있으므로 피루브산 카복실화효소의 결핍은 [[저혈당증]]을 유발할 수 있다.

== 같이 보기 ==
* [[포도당신생합성]]
* [[피루브산 카복실화효소 결핍증]]
* [[포스포엔올피루브산 카복시키네이스]]

== 각주 ==
{{각주|30em}}

== 외부 링크 ==
* [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=gene&part=pdc  GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Pyruvate Carboxylase Deficiency]

{{해당과정의 효소}}
{{시트르산 회로의 효소 및 전자전달계}}
{{물질대사}}
{{효소}}
{{탄소-탄소 연결효소}}

[[분류:인간 11번 염색체상 유전자]]
[[분류:EC 6.4.1]]
[[분류:문라이팅 단백질]]