C-펩타이드

C-펩타이드[1]
식별자
3D 모델 (JSmol)
ChemSpider
MeSH C-Peptide
UNII
  • InChI=1S/C112H179N35O46/c1-51(2)32-66(144-104(184)63(21-29-92(170)171)137-85(161)46-127-99(179)59(16-23-72(114)148)134-87(163)49-131-111(191)95(55(9)10)146-106(186)62(18-25-74(116)150)135-86(162)47-129-103(183)70(36-94(174)175)145-105(185)64(22-30-93(172)173)136-84(160)45-124-98(178)58(113)15-27-90(166)167)102(182)126-41-80(156)119-38-77(153)122-50-89(165)147-31-13-14-71(147)110(190)130-44-81(157)132-56(11)96(176)123-39-78(154)121-43-83(159)140-68(34-53(5)6)108(188)141-60(17-24-73(115)149)100(180)128-48-88(164)139-67(33-52(3)4)107(187)133-57(12)97(177)143-69(35-54(7)8)109(189)142-61(20-28-91(168)169)101(181)125-40-79(155)118-37-76(152)120-42-82(158)138-65(112(192)193)19-26-75(117)151/h51-71,95H,13-50,113H2,1-12H3,(H2,114,148)(H2,115,149)(H2,116,150)(H2,117,151)(H,118,155)(H,119,156)(H,120,152)(H,121,154)(H,122,153)(H,123,176)(H,124,178)(H,125,181)(H,126,182)(H,127,179)(H,128,180)(H,129,183)(H,130,190)(H,131,191)(H,132,157)(H,133,187)(H,134,163)(H,135,162)(H,136,160)(H,137,161)(H,138,158)(H,139,164)(H,140,159)(H,141,188)(H,142,189)(H,143,177)(H,144,184)(H,145,185)(H,146,186)(H,166,167)(H,168,169)(H,170,171)(H,172,173)(H,174,175)(H,192,193)/t56-,57-,58-,59-,60-,61-,62-,63-,64-,65-,66-,67-,68-,69-,70-,71-,95-/m0/s1 아니오아니오
    Key: XTUNIGNWBZZIPT-NTMYLOQBSA-N 아니오아니오
  • InChI=1/C112H179N35O46/c1-51(2)32-66(144-104(184)63(21-29-92(170)171)137-85(161)46-127-99(179)59(16-23-72(114)148)134-87(163)49-131-111(191)95(55(9)10)146-106(186)62(18-25-74(116)150)135-86(162)47-129-103(183)70(36-94(174)175)145-105(185)64(22-30-93(172)173)136-84(160)45-124-98(178)58(113)15-27-90(166)167)102(182)126-41-80(156)119-38-77(153)122-50-89(165)147-31-13-14-71(147)110(190)130-44-81(157)132-56(11)96(176)123-39-78(154)121-43-83(159)140-68(34-53(5)6)108(188)141-60(17-24-73(115)149)100(180)128-48-88(164)139-67(33-52(3)4)107(187)133-57(12)97(177)143-69(35-54(7)8)109(189)142-61(20-28-91(168)169)101(181)125-40-79(155)118-37-76(152)120-42-82(158)138-65(112(192)193)19-26-75(117)151/h51-71,95H,13-50,113H2,1-12H3,(H2,114,148)(H2,115,149)(H2,116,150)(H2,117,151)(H,118,155)(H,119,156)(H,120,152)(H,121,154)(H,122,153)(H,123,176)(H,124,178)(H,125,181)(H,126,182)(H,127,179)(H,128,180)(H,129,183)(H,130,190)(H,131,191)(H,132,157)(H,133,187)(H,134,163)(H,135,162)(H,136,160)(H,137,161)(H,138,158)(H,139,164)(H,140,159)(H,141,188)(H,142,189)(H,143,177)(H,144,184)(H,145,185)(H,146,186)(H,166,167)(H,168,169)(H,170,171)(H,172,173)(H,174,175)(H,192,193)/t56-,57-,58-,59-,60-,61-,62-,63-,64-,65-,66-,67-,68-,69-,70-,71-,95-/m0/s1
    Key: XTUNIGNWBZZIPT-NTMYLOQBBL
  • CC(C)CC(C(=O)NC(C)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(=O)O)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)NCC(=O)NC(CCC(=O)N)C(=O)O)NC(=O)CNC(=O)C(CCC(=O)N)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)CNC(=O)C(C)NC(=O)CNC(=O)C1CCCN1C(=O)CNC(=O)CNC(=O)CNC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CCC(=O)O)NC(=O)CNC(=O)C(CCC(=O)N)NC(=O)CNC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CCC(=O)N)NC(=O)CNC(=O)C(CC(=O)O)NC(=O)C(CCC(=O)O)NC(=O)CNC(=O)C(CCC(=O)O)N
성질
C129H211N35O48
몰 질량 3020.29 g/mol
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
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C-펩타이드(connecting peptide, C-peptide)는 프로인슐린에서 인슐린의 A사슬과 B사슬을 연결하는, 31개의 아미노산으로 구성된 짧은 폴리펩타이드이다. 당뇨병이나 저혈당증 등에서, 비슷한 임상적 특징을 가진 서로 다른 질환을 감별진단하는 데에 혈청의 C-펩타이드 농도를 측정하면 도움이 될 수 있다.

인슐린 합성 경로에서 첫 분자인 프리프로인슐린은 A사슬, C-펩타이드, B사슬, 신호펩타이드와 함께 췌장에 존재하는 베타 세포의 소포체로 전위된다. 신호펩타이드는 신호펩타이드 가수분해효소에 의해 펩타이드의 N 말단에서 잘려 나가며 프로인슐린이 남게 된다. 프로인슐린이 골지체에서 소포에 의해 싸이면서 베타 과립이 만들어지고 보관된 후에는 C-펩타이드가 제거되고, A사슬과 B사슬이 이황 결합에 의해 붙은 상태로 남는다. 이 둘이 인슐린의 분자를 이룬다.

역사

프로인슐린의 C-펩타이드는 인슐린 생합성 경로의 발견과 관련하여 1967년 처음 기술되었다.[2] 소의 C-펩타이드의 분리, 서열의 확인, 사람 C-펩타이드의 조제는 1971년 수행되었다.[3]

기능

C-펩타이드의 세포 효과

C-펩타이드는 신경세포, 내피세포, 섬유아세포, 세뇨관 세포 등의 다양한 세포 표면에 나노몰 수준의 농도로 결합하는 것으로 밝혀져 있다. C-펩타이드가 결합하는 수용체는 GPCR로 생각된다. 수용체가 결합하여 신호가 가면 MAPK, PLCγ, PKC 등의 Ca2+ 의존성 세포내 신호 경로를 활성화시키면서 eNOS와 같은 여러 전사인자와 나트륨-칼륨 ATP가수분해효소(Na+K+ATPase)의 활성이 상향조절된다.[4] 제1형 당뇨병 환자에서는 해당 효소들의 활성이 감소하며, 이는 말초신경병증, 자율신경병증 등 제1형 당뇨병의 장기적인 합병증 발생을 시사할 수 있다고 알려져 있다.

제1형 당뇨병에 관한 생체내(in vivo) 동물 연구에서는 C-펩타이드 투여가 신경과 콩팥 기능을 상당히 개선할 수 있다고 결론 내렸다. 즉 당뇨병으로 인한 신경병증의 초기 소견이 있는 동물들에서, C-펩타이드 치료는 말초신경 기능을 개선시킨다. 이는 신경 전도 속도의 증가, 신경의 나트륨-칼륨 펌프 활성의 증가, 신경 구조 변화의 상당한 개선을 근거로 한다.[5] 비슷하게 신경병증이 있으며 C-펩타이드가 결핍된 동물들에게 C-펩타이드를 투여하면 콩팥 기능과 구조를 개선하는데, 소변의 알부민 배설량을 줄이며 당뇨병으로 인해 혈관사이바탕질에 이차적으로 발생하는 사구체의 변화도 예방하거나 감소시킬 수 있다.[6][7][8][9] 또한 C-펩타이드는 항염증 효과가 있으며 평활근 세포의 복구를 돕는다고 보고되었다.[10][11] 2021년의 역학 연구에서는 C-펩타이드 농도와 심혈관계 질환 간에 U자 모양의 관계가 있다고 제안하였다.[12]

C-펩타이드 검사

제1형 당뇨병을 제2형 당뇨병이나 단일유전자 당뇨병과 감별진단하기 위하여 당뇨병 환자의 C-펩타이드 농도를 측정할 수 있다.[13] C-펩타이드는 인슐린과 같은 몰수만큼 분비되므로, C-펩타이드 측정은 환자가 생산하는 자연적인 인슐린 양을 결정하는 데에 도움이 될 수 있다. 인슐린 대신 C-펩타이드 농도를 측정하는 이유는 인슐린을 주사로 투여 받고 있는 환자라도 C-펩타이드를 측정하여 환자 자체의 인슐린 분비량을 알아낼 수 있기 때문이다. 간은 간문맥으로 분비되는 인슐린을 대사하지만 C-펩타이드는 대사할 수 없는데, 따라서 혈중 C-펩타이드를 측정하여야 인슐린 자체를 측정하는 것보다 간문맥의 인슐린 분비량을 더 정확히 알아낼 수 있다.[14][15] C-펩타이드 농도가 매우 낮다면 제1형 당뇨병과 인슐린 의존성을 확진할 수 있으며 혈당변동성, 고혈당증, 합병증 위험 증가와 관련되어 있다. 특히 환자가 과체중이거나 인슐린 저항성이 있다면, 제1형 당뇨병 진단 기준에 포함되지만 어느 정도 높은 C-펩타이드 농도는 제2형 당뇨병 환자의 C-펩타이드 농도와 어느 정도 겹칠 수 있으므로 C-펩타이드 측정이 진단에 도움이 덜 될 수 있다.[16]

각주

  1. ↑ C-Peptide - Compound Summary, PubChem.
  2. ↑ Steiner DF, Cunningham D, Spigelman L, Aten B (August 1967). “Insulin biosynthesis: evidence for a precursor”. 《Science》 157 (3789): 697–700. doi:10.1126/science.157.3789.697. PMID 4291105. S2CID 29382220. 
  3. ↑ Brandenburg, Dietrich (2008). “History and Diagnostic Significance of C-Peptide”. 《Experimental Diabetes Research》 2008: 576862. doi:10.1155/2008/576862. ISSN 1687-5214. PMC 2396242. PMID 18509495. 
  4. ↑ Hills CE, Brunskill NJ (2008). “Intracellular signalling by C-peptide”. 《Experimental Diabetes Research》 2008: 635158. doi:10.1155/2008/635158. PMC 2276616. PMID 18382618. 
  5. ↑ Sima AA, Zhang W, Sugimoto K, Henry D, Li Z, Wahren J, Grunberger G (July 2001). “C-peptide prevents and improves chronic Type I diabetic polyneuropathy in the BB/Wor rat”. 《Diabetologia》 44 (7): 889–97. doi:10.1007/s001250100570. PMID 11508275. 
  6. ↑ Samnegård B, Jacobson SH, Jaremko G, Johansson BL, Sjöquist M (October 2001). “Effects of C-peptide on glomerular and renal size and renal function in diabetic rats”. 《Kidney International》 60 (4): 1258–65. doi:10.1046/j.1523-1755.2001.00964.x. PMID 11576340. 
  7. ↑ Samnegård B, Jacobson SH, Jaremko G, Johansson BL, Ekberg K, Isaksson B, 외. (March 2005). “C-peptide prevents glomerular hypertrophy and mesangial matrix expansion in diabetic rats”. 《Nephrology, Dialysis, Transplantation》 20 (3): 532–8. doi:10.1093/ndt/gfh683. PMID 15665028. 
  8. ↑ Nordquist L, Brown R, Fasching A, Persson P, Palm F (November 2009). “Proinsulin C-peptide reduces diabetes-induced glomerular hyperfiltration via efferent arteriole dilation and inhibition of tubular sodium reabsorption”. 《American Journal of Physiology. Renal Physiology》 297 (5): F1265–72. doi:10.1152/ajprenal.00228.2009. PMC 2781335. PMID 19741019. 
  9. ↑ Nordquist L, Wahren J (2009). “C-Peptide: the missing link in diabetic nephropathy?”. 《The Review of Diabetic Studies》 6 (3): 203–10. doi:10.1900/RDS.2009.6.203. PMC 2827272. PMID 20039009. 
  10. ↑ Luppi P, Cifarelli V, Tse H, Piganelli J, Trucco M (August 2008). “Human C-peptide antagonises high glucose-induced endothelial dysfunction through the nuclear factor-kappaB pathway”. 《Diabetologia》 51 (8): 1534–43. doi:10.1007/s00125-008-1032-x. PMID 18493738. 
  11. ↑ Mughal RS, Scragg JL, Lister P, Warburton P, Riches K, O'Regan DJ, 외. (August 2010). “Cellular mechanisms by which proinsulin C-peptide prevents insulin-induced neointima formation in human saphenous vein”. 《Diabetologia》 53 (8): 1761–71. doi:10.1007/s00125-010-1736-6. PMC 2892072. PMID 20461358. 
  12. ↑ Koska J, Nuyujukian DS, Bahn G, Zhou JJ, Reaven PD (2021). “Association of low fasting C-peptide levels with cardiovascular risk, visit-to-visit glucose variation and severe hypoglycemia in the Veterans Affairs Diabetes Trial (VADT)”. 《Cardiovascular Diabetology》 20. doi:10.1186/s12933-021-01418-z. PMID 34879878. 
  13. ↑ Jones AG, Hattersley AT (July 2013). “The clinical utility of C-peptide measurement in the care of patients with diabetes”. 《Diabetic Medicine》 30 (7): 803–17. doi:10.1111/dme.12159. PMC 3748788. PMID 23413806. 
  14. ↑ Clark PM (September 1999). “Assays for insulin, proinsulin(s) and C-peptide”. 《Annals of Clinical Biochemistry》. 36 ( Pt 5) (5): 541–64. doi:10.1177/000456329903600501. PMID 10505204. 
  15. ↑ Shapiro ET, Tillil H, Rubenstein AH, Polonsky KS (November 1988). “Peripheral insulin parallels changes in insulin secretion more closely than C-peptide after bolus intravenous glucose administration”. 《The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism》 67 (5): 1094–9. doi:10.1210/jcem-67-5-1094. PMID 3053748. 
  16. ↑ R, Chandini; Udayabhaskaran V; Binoy J Paul; K.P Ramamoorthy (July 2013). “A study of non-obese diabetes mellitus in adults in a tertiary care hospital in Kerala, India”. 《International Journal of Diabetes in Developing Countries》 33 (2): 83–85. doi:10.1007/s13410-013-0113-7. S2CID 71767996.