'''포도당 6-인산 이성질화효소'''() ()는 사람에서 19번 염색체 상의 ''GPI'' 유전자에 의해 암호화되는 효소이다. '''포스포헥소스 이성질화효소'''() 또는 '''포스포글루코스 이성질화효소'''()라고도 한다. 유전자는 글루코스 인산 이성질화효소 단백질 군(群)의 구성원을 암호화한다. 암호화된 단백질은 기계적으로 구분된 여러 가지 기능들을 수행하는 능력에 근거하여 문라이팅 protein)로 확인되었다. 세포질에서 유전자의 생성물은 포도당 6-인산(G6P)과 과당 6-인산(F6P)을 상호전환시키는 해당과정의 효소(포도당 6-인산 이성질화효소)로 기능을 한다. 세포 외적으로, 암호화된 단백질(또한 뉴로류킨으로도 지칭됨)은 골격근의 운동 뉴런 감각 뉴런의 생존을 촉진하는 신경영양인자 면역글로불린 분비를 유도하는 림포카인으로 기능을 한다. 암호화된 단백질은 또한 종양에서 분비된 사이토카인 혈관신생인자로서의 추가적인 기능에 기초하여 자가분비 운동성 인자(autocrine motility factor, AMF)로 지칭된다. 유전자의 결함은 비구형적혈구 용혈성 빈혈의 원인이며, 심각한 효소의 결핍은 태아수종, 신생아 사망 신경학적 손상과 관련될 있다. 선택적 스플라이싱은 다수의 전사물을 생성시킬 있다. 2014년 1월 RefSeq 제공 == 구조 == 포도당 6-인산 이성질화효소는 개의 동일한 단위체로 구성된 64 kDa의 이량체이다. 개의 단위체는 개의 돌출부를 통해 상호작용을 한다. 단위체의 활성 부위는 개의 도메인과 이량체 계면 사이의 틈에 의해 형성된다. 포도당 6-인산 이성질화효소는 개의 도메인으로 구성되는데, 하나는 도메인이라고 불리는 개의 부분으로 구성되고, 다른 하나는 작은 도메인이라고 불리는 부분으로 구성된다. 2개의 도메인은 각각 αβα 샌드위치이고, 작은 도메인은 α-나선으로 둘러싸인 5가닥의 β-시트를 가지고 있고, 도메인은 6가닥의 β-시트를 가지고 있다. N-말단에 위치한 도메인 각각의 단량체의 C-말단은 또한 모양의 돌출부를 포함하고 있다. 작은 도메인의 몇몇 잔기들은 인산염과 결합하는 역할을 하는 반면, 도메인 C-말단 도메인의 다른 잔기들, 특히 His388은 포도당 6-인산 이성질화효소에 의해 촉매되는 당의 개환(開環) 단계에서 중요하다. 이성질화 활성은 이량체 계면에서 일어나기 때문에 포도당 6-인산 이성질화효소의 이량체 구조는 효소의 촉매 기능에 중요하다. 포도당 6-인산 이성질화효소의 세린 잔기의 인산화는 분비 형태에 대한 입체 구조의 변화를 유도한다고 가정된다. == 메커니즘 == 포도당 6-인산 이성질화효소와 과당 6-인산(알도스에서 케토스로)을 상호전환하는 사용되는 메커니즘은 포도당 고리를 열고, 엔다이올 중간생성물을 통해 포도당을 과당으로 이성질화하고, 과당 고리를 닫는 3가지 주요 단계로 구성된다. === 포도당의 이성질화 === 포도당 6-인산 이성질화효소에 의한 포도당 6-인산과 과당 6-인산의 상호전환, ΔG'°= 1.7 kJ/mol 포도당 6-인산은 피라노스 형태로 포도당 6-인산 이성질화효소에 의해 결합한다. 고리는 C5 산소를 양성자화시키는 His388및 C1 하이드록실기를 탈양성자화시키는 Lys518에 의해 메커니즘으로 열린다. 이는 사슬형 알도스를 생성하게 한다. 이어서 기질을 C3-C4 결합 주위에서 회전시켜 이성질화를 위해 기질을 위치시킨다. 지점에서 Glu357은 C2를 탈양성자화시켜 Arg272에 의해 안정화된 시스-엔다이올레이트 중간생성물을 생성시킨다. 이성질화를 완료하기 위해 Glu357은 양성자를 C1에 제공하고, C2의 하이드록실기는 양성자를 잃고, 사슬형 케토스인 과당 6-인산이 생성된다. 마지막으로 고리는 C3-C4 결합에 대해 기질을 다시 회전시키고 Lys518로 C5 하이드록실기를 탈양성자화시킴으로써 닫힌다. == 기능 == 유전자는 포도당 6-인산 이성질화효소 패밀리에 속한다. 유전자에 의해 암호화된 포도당 6-인산 이성질화효소는 포도당 6-인산과 과당 6-인산 사이의 가역적인 이성질화를 촉매하는 이량체 효소이다. 반응이 가역적이기 때문에 방향은 포도당 6-인산 과당 6-인산의 농도에 의해 결정된다. :포도당 6-인산 과당 6-인산 포도당 6-인산 이성질화효소는 세포 내부와 외부에서 다른 기능을 가지고 있다. 세포질에서 단백질은 오탄당 인산 경로뿐만 아니라 해당과정 포도당신생합성에 관여한다. 세포 외부에서 포도당 6-인산 이성질화효소는 뉴로류킨이라 불리는 척수 뉴런 감각 뉴런에 대한 신경영양인자로 기능한다. 동일한 단백질은 또한 암세포에 의해 분비되는 데, 이는 자가분비 운동성 인자 라고 하며, 전이를 자극한다. 세포 포도당 6-인산 이성질화효소는 또한 성숙 인자로 기능하는 것으로 알려져 있다. ===뉴로류킨=== 원래 별개의 단백질로 취급되었지만, 복제 기술은 포도당 6-인산 이성질화효소가 단백질 거의 동일하다는 것을 증명했다. 뉴로류킨은 척수 뉴런 감각 뉴런의 신경영양인자이다. 뉴로류킨은 근육, 뇌, 심장 콩팥에서 대량으로 발견된다. 뉴로류킨은 또한 렉틴에 의해 자극된 세포에 의해 분비된 림포카인으로 작용한다. 뉴로류킨은 항체 분비 세포를 활성화시키는 반응의 일부로서 세포에서 면역글로불린 분비를 유도한다. ===자가분비 운동성 인자=== 클로닝 실험은 또한 포도당 6-인산 이성질화효소가 자가분비 운동성 인자(autocrine motility factor, AMF)로 알려진 단백질과 동일하다는 것을 밝혀냈다. 암세포에 의해 생성되고 분비되는 자가분비 운동성 인자는 생장인자로서 세포의 성장 운동성을 자극한다. 자가분비 운동성 인자는 MAPK/ERK 경로 또는 PI3K/AKT 경로를 활성화시켜 전이에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. PI3K/AKT 경로에서, AMF는 gp78/AMFR과 상호작용을 하여 소포체 칼슘 방출을 조절하고, 따라서 소포체 스트레스에 반응하여 아폽토시스로부터 보호한다. ==원핵생물의 이기능성 포도당 6-인산 이성질화효소== 일부 고균 세균에서 포도당 6-인산 이성질화효소 또한 만노스 6-인산 이성질화효소 활성을 나타내는 이기능성(二機能性) 효소이다. 진핵생물의 포도당 6-인산 이성질화효소와 밀접한 관련이 없지만, 이기능성 효소는 서열이 통상적인 포도당 6-인산 이성질호효소에서 인산 결합 부위를 형성하는 트레오닌 세린의 클러스터를 포함할 정도로 충분히 유사하다. 포도당 6-인산 이성질화효소는 포도당 6-인산과 과당 6-인산의 상호전환을 위해 포도당의 개환(開環) 이성질화에 동일한 메커니즘을 사용하는 것으로 생각된다. == 임상적 중요성 == 포도당 6-인산 이성질화효소의 결핍은 해당과정을 촉매하는 효소의 결핍으로 인한 용혈성 빈혈의 4%를 차지한다. 최근에 몇몇 포도당 6-인산 이성질화효소의 결핍 사례가 확인되었다. 혈청의 포도당 6-인산 이성질화효소의 증가는 대장암, 유방암, 폐암, 신장암 기타 암에 대한 예후 바이오마커로 사용되어 왔다. 자가분비 운동성 인자로서, 포도당 6-인산 이성질화효소는 침습 전이 동안 세포 이동을 조절하는 기인한다. 연구에 따르면 유방 종양 스페로이드(BTS)의 외부층이 포도당 6-인산 이성질화효소를 분비하여, 유방 종양 스페로이드에서 상피간엽 전환(EMT), 침습 전이를 유도한다. 포도당 6-인산 이성질화효소의 저해제인 ERI4P 6PG는 BTS의 전이를 차단하지만, BTS의 해당과정 또는 섬유아세포의 생존력은 차단하지 않는 것으로 밝혀졌다. 또한, 포도당 6-인산 이성질화효소는 정상 세포가 아닌 종양 세포에 의해 독점적으로 분비된다. 이러한 이유로, 포도당 6-인산 이성질화효소 저해제는 항암 치료에 대한 보다 안전하고 표적화된 접근법일 있다. 또한, 포도당 6-인산 이성질화효소는 HER2의 발현을 향상시키고, HER2의 과발현은 포도당 6-인산 이성질화효소의 발현을 향상시키는 주요 유방암 치료 표적인 HER2와의 양성 피드백 루프에 참여한다. 결과적으로 포도당 6-인산 이성질화효소의 활성은 트라스투주맙을 사용한 HER2 기반 치료법에 대한 유방암 세포에 내성을 부여할 가능성이 높으며, 환자 치료시 추가적인 대상으로 고려해야 한다. == 상호 작용 == 포도당 6-인산 이성질화효소는 AMFR, HER2.와 상호작용하는 것으로 알려져 있다. == 같이 보기 == 포도당 6-인산 이성질화효소 포스포프럭토키네이스 == 각주 == == 읽을거리 == == 외부 링크 == isomerase in PROSITE Phosphoglucose Isomerase Glucose phosphate isomerase deficiency 분류:해당 분류:단백질 도메인 분류:EC 5.3.1 분류:종양 표지자 분류:인간 19번 염색체상 유전자