糖質コルチコイドのグリコーゲン産生増大について

質問

生物学、医学、生理学についてお詳しい方、教えて下さい。

コルチゾールは、グリコーゲン産生増大を促すホルモンでありますが、このホルモンは、どのようにして、グリコーゲン産生増大を促すのでしょうか？

コルチゾールは、肝臓に働きかけ、糖新生の促進と、末梢での糖利用を減少を減少させることによって、血糖値を増大させる。その結果、血糖が上昇し、間接的にグリコーゲン増大を促す方向に働くということなのでしょうか？

もしくは、グリコーゲンシンターゼなどのグリコーゲン合成に関わる遺伝子の転写調節遺伝子として働き、直接的にグリコーゲン合成に寄与するのでしょうか?

教えていただければ、幸いです。
よろしくお願い致します。

回答No.5

LSnyaa · ベストアンサー

確かに制限酵素のように短い配列を読み取る酵素もありますから、必ずしも一つの領域しか結合しないというのは早計かもしれませんね。

コルチゾール核内受容体が２量体化するというところまでしか知らないので、DNA結合の様子がどうなっているかまではわかりません。もしかしたら私の考えているモデルとは違うかもしれないので、新たに別の質問を新設された方がよいような気がします。

もしかしたら私が間違っている可能性がありますので、これ以上は私を信頼されない方がよいかと思います(汗)。しかも、結合領域はエンサンサーなので、プロモーターと間違えている時点で私の薄学が証明されたようなものですね(笑)。この点は失礼いたしました。

まず、コルチゾール複合体の結合配列を調べて(もしくは実験で調査し)、ソフトで検索かけてみたらどうでしょうか。もしかしたら、結合領域が複数見つかるかもしれません。←ここが一番の疑問点ですよね(汗)すみません。

p５３に関してですが、このタンパク質は複数にリン酸化の部位を持っているそうなので、結合部位が立体的に変化するのではないかと思いました。

お礼

ご回答いただき、どうもありがとうございます。
また、ご回答いただけるとうれしいです。
どうぞよろしくお願い致します。

回答No.4

LSnyaa

いろいろ周りにも尋ねてみましたが、コルチゾールがグリコーゲンを分解して血糖値をあげた後、過剰になった糖をグリコーゲンに戻すのでグリコーゲン産生するのではないかということだそうです。（グリコーゲン産生は主だった機能ではなく、あくまでも血糖値をあげるというものだと私は解釈しました）。

質問者さんの尋ねられた、一つのタンパク質が別プロモーターにも結合してmRNA合成を促進させるというような話はありません。なぜなら、タンパク質結合ドメインは、たとえばジンクフィンガーモデルのような場合、一つの指では2，3個の塩基しか読み取りませんが、20、30個それが連なっていたら特異的部位にしか結合できないようになります。そして最近では、遺伝子の2重螺旋も曲がったり折れ畳んだりして構造変化し、タンパク質が結合するということすらわかっていますから、コルチゾールによって産生されるタンパク質は1種類であるというわけです。

作られたタンパク質がどのタンパク質をリン酸化などによって修飾するかによって、グリコーゲンが産生したり、グルコースが作られたりという経路に分かれていくという仕組みがとられています。

お礼

ご回答ありがとうございます。コルチゾールはは、おっしゃる通り、グリコーゲン産生は、主だった機能ではなく、肝臓での糖新生促進というのが、主たる働きのようですね。コルチゾールは、グルカゴンやアドレナリンのように血糖値の少しの低下で発現し、微調整するホルモンではないようですね。どれくれいのレベルでかは分かりかねますが、グリコーゲンシンターゼに働きかけ、グリコーゲン合成に働くようですね。

１つの転写調節因子が多数のプロモーターに結合することはないという話ですが、教えて下さい。
私の解釈では、１つの転写調節因子は、多くのプロモーターに結合できるという解釈でした。
遺伝子が転写、翻訳され、翻訳後修飾によって、どのプロモーターに結合するかというのが変わるというのを聞いたことがあります。
例えば、P53は、転写調節因子として、様々な機能を有しますよね?
DNA修復酵素の発現を促したり、P２１のような細胞周期を停止させるようなタンパク質をコードする遺伝子を発現したり、アポトーシスを誘発させる遺伝子の発現を促したり様々存在するかと思います。
こうしたP21は様々な標的遺伝子のプロモーターに結合できるのは、翻訳後修飾による差異であると認識しているのですが。
その翻訳後修飾の差異によって、立体構造が変化し、異なるプロモーターに結合できるのではないのでしょうか?
私の解釈が誤っているかもしれませんので、是非とも教えて下さい。よろしくお願い致します。

回答No.3

yuklamho

分野外なのですが、一応、生化学の分野で研究しています。
面白い質問だと思って、ちょっとインターネットで調べてみたのですが、何となく分かったような分からないような（基本的にはまず血糖を上げてそれからネガティブフィードバックとしてグリコーゲン生成？）。

こんなのも見つけました。
http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/jp/research/papers/post_27.php

すみません、全然答えになっていないですね。と言うか、私も興味があるので答え分かったら教えてください。

お礼

ご回答いただきありがとうございました。

私も、調べて入るのですが、詳細が分からない状況であります。
是非とも、またご回答いただければ幸いです。
また、よろしくお願い致します。

回答No.2

LSnyaa

核内受容体と結合したコルチゾールと受容体の複合タンパク質はDNAの一か所のみに結合し、1つのタンパク質を作ります。DNAの二つの領域に結合するというのは今のところ聞いたことがないです。ありえるとすれば、タンパク質が2つの役割を担っているということです。

私も途中であれ？と思ったのは、グリコーゲンを増大させるのに、血糖値が増加するって矛盾じゃないか？と途中でわからなくなってしまいました(汗)。

グリコーゲン　→　グルコース　→　血糖値増加
グルコース　→　グリコーゲン　→（血糖値減少）

この二つが同時におこることはありえないと思うので、混乱してしまいました。
出来ればこの質問はもう少し〆切を待っていただけませんか？ほかの回答者さん、もしくは質問者さんが理解できたのなら、逆にご教授していただきたいくらいです。

私も知り合いに少し尋ねてみることにします。

お礼

ご回答いただき、誠にありがとうございました。

了解しました。私自身も調べているんですが、明確な記載が見つからない状況であります。

ありがとうございます。また、お分かりになられましたら、是非ともご回答いただけたら幸いであります。
よろしくお願い致します。

回答No.1

LSnyaa

コルチゾールの構造式からみてもわかるように、この物質は疎水性です。疎水性ホルモンの大きな特徴としては、細胞膜は脂質二重層で脂質からできていますから、膜を通る抜けられるわけですね。そうすると、二次メッセンジャーを介さず、これが核内受容体と結合し、コード領域の上流に結合します。そうすると酵素の転写量が増幅し、グリコーゲンを産生を増幅させます。これを量的な調節と言います。

一方親水性ホルモンは二次メッセンジャーを介することが多く、酵素活性を促して質的な調節を行います。

ここまでが大雑把な説明です。ホルモンは一般的にはこういわれておりますが、例えば脳で働くホルモンでは、疎水性であるにもかかわらず二次メッセンジャーを介して情報伝達を行うというものも見つかっているそうです。結局細胞は多種多様なんで、一概には何とも言えませんが、コルゾールの場合は上記の典型的な例に当てはまると考えてよいでしょう。

お礼

ご回答いただき誠にありがとうございます。
ご丁寧に教えて下さってありがとうございました。

恐縮ですが、もう一つ教えて下さい。

コルチゾールは、糖新生促進に関わる遺伝子の転写調節因子と、グリコーゲン産生促進に関する転写調節因子を両方兼ねているということなんでしょうか?そうなると、コルチゾールに結合する受容体が、糖新生促進遺伝子のプロモーターにも、グリコーゲン産生促進に関わる遺伝子にも両方結合できる共通のプロモーターなのか。もしくは、結合する形が似ているが、そもそも、糖新生促進に働く遺伝子と、グリコーゲン産生促進に関わる遺伝子のプロモータに結合する受容体そのものが違うのでしょうか?
もしくは、共通の受容体に結合したあとなんらかの修飾を受け、どのプロモーターに結合するかという修飾を受けるのでしょうか?
（補足にも記載させていただきました。）

このたびは、本当にありがとうございました。
また、教えていただければ幸いであります。

補足

コルチゾールは、糖新生促進に関わる遺伝子の転写調節因子と、グリコーゲン産生促進に関する転写調節因子を両方兼ねているということなんでしょうか?そうなると、コルチゾールに結合する受容体が、糖新生促進遺伝子のプロモーターにも、グリコーゲン産生促進に関わる遺伝子にも両方結合できる共通のプロモーターなのか。もしくは、結合する形が似ているが、そもそも、糖新生促進に働く遺伝子と、グリコーゲン産生促進に関わる遺伝子のプロモータに結合する受容体そのものが違うのでしょうか?
もしくは、共通の受容体に結合したあとなんらかの修飾を受け、どのプロモーターに結合するかという修飾を受けるのでしょうか?