스테아로일-CoA 9-불포화효소

3. 기능

3. 1. 아이소폼

4. 구조

효소의 구조는 효소의 기능에 핵심적인 역할을 한다. 스테아로일-CoA 9-불포화효소(SCD-1)는 4개의 막 횡단 도메인으로 구성된다. 아미노기와 카르복실기 말단 모두 8개의 촉매적으로 중요한 히스티딘 부위가 세포질 영역에 위치하며, 이들은 효소의 촉매 중심 내에서 철을 결합한다. SCD-1의 5개 시스테인은 소포체의 내강 내에 위치한다.^[11]

기질 결합 부위는 길고 얇으며 소수성이며, 이철 촉매 중심이 이중 결합을 도입하는 위치에서 기질 꼬리를 꺾는다.^[12]

5. 인간 질병에서의 역할

단일불포화지방산(MUFA)은 SCD-1 촉매 반응의 생성물로, 인지질, 트리글리세리드 등 다양한 종류의 지질 합성을 위한 기질 역할을 하며, 신호 전달 및 분화의 매개체로도 사용될 수 있다.^[14] MUFA는 세포 과정에서 많이 활용되기 때문에 포유류에서 SCD 활성의 변화는 세포 분화, 인슐린 민감성, 대사 증후군, 죽상동맥 경화증, 암, 비만을 포함한 생리학적 변수에 영향을 미칠 것으로 예상된다. SCD-1 결핍은 지방 축적 감소, 인슐린 민감성 증가, 식이 유도 비만에 대한 저항성을 초래한다.^[15]

금식하지 않는 조건에서 SCD-1 mRNA는 백색 지방 조직, 갈색 지방 조직 및 하르데르샘에서 높게 발현된다.^[16] SCD-1 발현은 고탄수화물 식단에 반응하여 간 조직과 심장에서 유의하게 증가하는 반면, SCD-2 발현은 뇌 조직에서 관찰되며 신생아 수초 형성 동안 유도된다.^[17] 고포화 지방뿐만 아니라 단일불포화 지방이 풍부한 식단도 SCD-1 발현을 증가시킬 수 있지만, 고탄수화물 식단의 지방 생성 효과만큼은 아니다.^[18]

SCD1의 높은 발현 수준은 비만^[19] 및 종양 악성도와 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다.^[20] 종양 세포는 *de novo* 합성을 통해 지방산 요구량의 대부분을 얻는 것으로 생각된다. 이러한 현상은 필요한 지방산을 대량으로 생성하는 지방산 생합성 효소의 발현 증가에 달려 있다.^[21] 고탄수화물 식단을 섭취한 쥐는 인슐린 매개 SREBP-1c 의존적 기전을 통해 간 SCD-1 유전자 및 기타 지방 생성 유전자의 발현이 유도되었다. SREBP-1c의 활성화는 MUFA와 간 트리글리세리드의 상향 조절된 합성을 초래한다. SCD-1 녹아웃 쥐는 *de novo* 지질 생성을 증가시키지 않았지만 콜레스테롤 에스테르가 풍부하게 생성되었다.^[22]

SCD1 기능은 생식 세포 결정,^[23] 지방 조직 사양, 간 세포 분화^[24] 및 심장 발달에도 관여하는 것으로 나타났다.^[25]

인간 SCD-1 유전자 구조와 조절은 마우스 SCD-1과 매우 유사하다. 인간에서 SCD-1의 과발현은 고트리글리세리드혈증, 죽상동맥 경화증, 당뇨병 발병에 관여할 수 있다.^[26] 한 연구에 따르면 SCD-1 활성은 유전성 고지혈증과 관련이 있었다. SCD-1 결핍은 또한 세린 팔미토일전이효소를 하향 조절하여 세라마이드 합성을 감소시키는 것으로 나타났다. 결과적으로 골격근에서 베타 산화 속도를 증가시킨다.^[27]

탄수화물 대사 연구에서 녹아웃 SCD-1 마우스는 인슐린 민감성이 증가하는 것으로 나타났다. 올레산은 막 인지질의 주요 구성 요소이며, 막 유동성은 포화 지방산과 단일불포화 지방산의 비율에 의해 영향을 받는다.^[28] 제안된 한 메커니즘은 주로 지질로 구성된 세포막 유동성의 증가가 인슐린 수용체를 활성화시킨다는 것이다. SCD-1^−/− 마우스에서 막 인지질의 MUFA 함량 감소는 다중불포화지방산의 증가에 의해 상쇄되어 지방 아실 사슬에 더 많은 이중 결합이 도입되어 막 유동성이 효과적으로 증가한다.^[29]

참조

_[1] 논문 Biochemical and physiological function of stearoyl-CoA desaturase 2017-03-08
_[2] 웹사이트 Entrez Gene: Stearoyl-CoA desaturase (delta-9-desaturase) https://www.ncbi.nlm[...] 2011-09-29
_[3] 웹사이트 SCD5 stearoyl-CoA desaturase 5 [Homo sapiens (human)] https://www.ncbi.nlm[...] National Library of Medicine 2024-03-22
_[4] 논문 Stearoyl-CoA desaturase 5 (SCD5), a Δ-9 fatty acyl desaturase in search of a function
_[5] 논문 Biochemical and physiological function of stearoyl-CoA desaturase 2017-03-08
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_[7] 논문 Human stearoyl-CoA desaturase: alternative transcripts generated from a single gene by usage of tandem polyadenylation sites 1999-05-01
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_[17] 논문 Identification and characterization of murine SCD4, a novel heart-specific stearoyl-CoA desaturase isoform regulated by leptin and dietary factors 2003-09-05
_[18] 논문 Ligand-binding regulation of LXR/RXR and LXR/PPAR heterodimerizations: SPR technology-based kinetic analysis correlated with molecular dynamics simulation 2017-03-09
_[19] 논문 Elevated stearoyl-CoA desaturase-1 expression in skeletal muscle contributes to abnormal fatty acid partitioning in obese humans 2005-10-01
_[20] 논문 Human breast cancer tissues contain abundant phosphatidylcholine(36:1) with high stearoyl-CoA desaturase-1 expression
_[21] 논문 Fatty Acid Composition of Tissue Cultured Breast Carcinoma and the Effect of Stearoyl-CoA Desaturase 1 Inhibition 2014-06-01
_[22] 논문 Cholestasis and hypercholesterolemia in SCD1-deficient mice fed a low-fat, high-carbohydrate diet 2006-12-01
_[23] 논문 Selective elimination of human pluripotent stem cells by an oleate synthesis inhibitor discovered in a high-throughput screen 2013-02-01
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_[25] 논문 Inhibition of stearoyl-coA desaturase selectively eliminates tumorigenic Nanog-positive cells: improving the safety of iPS cell transplantation to myocardium
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