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14.10:

Endocrine Signaling

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Molecular Biology
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Endocrine Signaling

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내분비 신호는각기 다른 생체 기관에 위치해 있는 세포들이서로 의사소통을 해야 할 때 발생합니다예를 들어 뇌하수체가신장과 의사소통을 할 때 발생하는 것이죠내분비 신호가 발생할 때, 신호 배위자인 호르몬은혈액의 흐름을 이용해 목표 세포에 도달합니다예를 들어, 뇌하수체가 신장에게 소변으로부터수분 재흡수 신호를 보낼 때아르기닌 바소프레신, 혹은 AVP를혈액으로 흘려 보냅니다혈액이 신장에서 여과 될 때,AVP는 목표 신장 세포에서G 단백질결합수용체인 AVPR2와 결합합니다호르몬이 작용을 함과 동시에G 단백질 소단위체는 수용체와 떨어져아데닐산 고리화 효소를 활성화 시켜두 번째 메신져인 사이클릭 AMP를 생성합니다사이클릭 AMP는 단백질 키나아제 A, 혹은 PKA를 포함하여세포 내 순차적 반응을 일으킵니다PKA는 두 가지 기능을 가지고 있습니다첫 번째로 PKA는 세포질 소포 내에 저장된아쿠아포린 통로인 APQ2를 인산화 시킵니다이 과정은 소포와 통로를세포 막으로 옮겨수분이 신장 세포 안쪽으로 다시 되돌아 오게 합니다두 번째로 PKA는 세포핵 내의 CREB를 인산화 시켜아쿠아포린 2 유전자에 결합이 되어전사를 시작하고그 후 새로운 아쿠아포린 통로로 번역이 됩니다따라서, 내분비 신호는서로 떨어져 있는 세포들이 반드시 의사소통을 해야 하는삼투조절과 여타 기능들에서 핵심적인 단계입니다

14.10:

Endocrine Signaling

내분비 세포(endocrine cell)는 다른 장기에 있는 표적 세포(target cell)와 소통하는 호르몬을 생산합니다. 호르몬은 순환계(circulatory system)를 통해 다른 장기로 이동합니다, 이때 호르몬이 지나가는 모든 자리가 호르몬에 노출되지만 호르몬 수용체(hormone receptor)를 발현하는 세포와 표적 세포만 호르몬의 영향을 받습니다. 내분비 신호전달(endocrine signaling)은 표적 세포에서 느린 반응을 유발하지만, 대신 이 효과가 오래 지속합니다.

내분비 수용체에는 세포 표면 수용체(cell surface receptor)와 세포 내 수용체(intracellular receptor) 두 종류가 있습니다. 세포 표면 수용체는 다른 막결합 수용체(membrane bound receptor)와 유사하게 작용합니다. 리간드(ligand)인 호르몬은 특정한 G-단백질 결합 수용체(G-protein coupled receptor)와 결합합니다. 그러면 수용체에 형태적인 변화(conformational change)가 시작되고, G-단백질의 단위체가 방출됩니다. 방출된 단백질은 신호 연쇄반응(signaling cascade)과 전사 인자(transcription factor)를 촉발하여 세포 외부 신호를 내부화하는 2차 전달자(second messenger)를 활성화합니다.

많은 호르몬은 에피네프린(epinephrine), 노르에피네프린(norepinephrine), 인슐린(insulin), 프로스타글란딘(prostaglandin), 프로락틴(prolactin), 성장 호르몬같이 세포 표면 수용체를 통해 작용합니다.

테스토스테론(testosterone), 에스트로겐(estrogen; 에스트로젠), 프로게스테론(progesterone; 프로제스테론)과 같은 스테로이드(steroid) 호르몬은 세포 내 수용체를 사용하여 신호를 전달합니다. 이 호르몬은 작은 소수성(hydrophobic) 분자이기 때문에 외부 세포막을 바로 통과합니다. 해당 세포가 표적 세포일 경우 호르몬은 세포 안에서 수용체에 결합합니다. 이 결합은 수용체에 형태적인 변화를 일으켜 수용체가 잠재적으로 전사 인자로서 활동할 수 있게 활성화합니다. 이렇게 활성화한 수용체 또는 호르몬-수용체 복합체(hormone-receptor complex)는 유전자 발현을 촉진하거나 억제합니다.

세포 내 호르몬 수용체는 광범위한 수용체 상과(superfamily)이지만 공통적으로 세포 내 호르몬 수용체는 세 개의 단백질 도메인(protein domain)을 가진 단일 폴리펩타이드(polypeptide) 사슬입니다. N-말단에는 활성 전사 인자 도메인(active transcription factor domain)이 있습니다. 가운데에는 특정 유전자에 결합하는 DNA 결합 도메인(DNA binding domain)이 있습니다. 그리고 C-말단에는 호르몬이 결합하는 도메인이 있습니다.

Suggested Reading

Iliodromiti, Zoe, Nikolaos Antonakopoulos, Stavros Sifakis, Panagiotis Tsikouras, Angelos Daniilidis, Kostantinos Dafopoulos, Dimitrios Botsis, and Nikolaos Vrachnis. “Endocrine, Paracrine, and Autocrine Placental Mediators in Labor.” Hormones (Athens, Greece) 11, no. 4 (December 2012): 397–409. [Source]

Mayer, Emeran A., Rob Knight, Sarkis K. Mazmanian, John F. Cryan, and Kirsten Tillisch. “Gut Microbes and the Brain: Paradigm Shift in Neuroscience.” Journal of Neuroscience 34, no. 46 (November 12, 2014): 15490–96. [Source]