SAMS-GFP 펩티드에 의한 AMP-activated protein kinase 기능 차단이 골격근 내 당 수송에 미치는 영향

김상현, Kazuhiko Higashida, 김기진. SAMS-GFP 펩티드에 의한 AMP-activated protein kinase 기능 차단이 골격근 내 당 수송에 미치는 영향. 운동과학, 제20권 제3호. 205-214, 2011. 운동시 골격근 내 당 수송은 주로 AMP-activated protein kinase(AMPK)와 Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase(CaMK) 신호전달체계를 통해 이루어진다. AMPK의 세 가지 subunit 중 α 는 α1과 α2 isoform이 존재하는데, α2가 골격근 내 주요 isoform으로 알려져 있다. 그렇지만 AMPKα2를 knockout(KO) 하더라도 AMPKα1의 효과까지는 완벽하게 차단되지 않을 뿐 아니라 AMPKα1의 활성이 오히려 반등하게 된다. 따라서 최근 AMPKα2 KO 생쥐를 이용하여 AMPK가 운동시골격근 내 당 수송에 중요한 역할을 하지 않는다는 연구결과는 골격근 내 당 수송에 대한 AMPK 역할을 확실히 규명하는데 한계가 있다. 이에 본 연구는 가성 펩티드(pseudo peptide)인 SAMS-GFP를 이용하여 AMPKα1과 α2의 기능을 완전히 차단한 후 AMPK가 골격근내 당 수송에 어떠한 역할을 하는지 알아보았다. 이를 위해 electric pulse-mediated gene transfer 기술을 이용하여 SAMS-GFP peptide를 epitrochlearis 근육에 과 발현 시켰다. 그 결과 SAMS-GFP 저해 펩티드(inhibitory peptide)는 AICAR에 의해 증가된 골격근 내 당 수송을 완벽히 차단하였다. 그리고 저산소증과 근 수축에 의해 각각 6.5배 그리고 4.3배 증가된 당 수송이 SAMS-GFP 유전자에 의해 각각 50% 가까이 감소되었다. 또한 SAMS-GFP 저해 펩티드는 GLUT4 생합성에 아무런 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 AMPK가 근 수축에 따른 골격근 내 당 수송에 CaMK 신호전달체계와 함께 여전히 핵심적인 역할을 하며, SAMS-GFP 저해 펩티드가 AMPKα2 KO 생쥐와는 달리 AMPKα1과 AMPKα2 기능을 모두 완벽하게 차단하였다는 것을 알 수 있다.