토끼 신장의 근위곱슬세관과 근위곧은세관에 존재하는 Na-α-ketoglutarate Cotransport System의 생화학적 특성 (Biochemical Characteristics of The Na-α-Ketoglutarate Cotransport System in Proximal Convoluted and Straight Tubules of the Rabbit Kidney)

서지정보

· 발행기관 : 대한신장학회
· 수록지 정보 : Kidney Research and Clinical Practice / 26권 / 1호 / 5 ~ 12페이지
· 저자명 : 안도환, 김경룡, 박희석, 박양생

초록

목 적 : Krebs 회로의 중간산물인 α-Ketoglutarate (αKG)는 신장의 중요한 대사기질일 뿐만 아니라 유기음이온 배설의 원동력을 제공한다. αKG는 사구체 여과액과 세관주위 모세혈관으로부터 근위세관 세포내로 능동적으로 공급된다. 본 연구에서는 근위곱슬세관과 근위곧은세관 그리고 이 부위의 솔가장자리막 (brush border membrane)과 기저측면막 (basolateral membrane)에서 αKG 운반체의 특성을 조사하여 생리학적 의의를 탐구하고자 한다.
방 법 : 토끼 신장을 외측겉질과 외측속질로 나눈 다음 Percoll 농도경사법으로 솔가장자리막소포 (brush-border membrane vesicle, BBMV)와 기저측면막소포 (basolateral membrane vesicle, BLMV)를 분리했다. 막소포 안으로 αKG 이동은 α-14[C]KG를 사용하여 급속여과법으로 측정하였다.
결 과 : BBMV와 BLMV에서 αKG 이동은 Na＋-의존성 능동이동 (uphill transport)을 보였으며 Li에 의해 억제되었다. 외측겉질에서 분리한 BBMV와 BLMV의 Na＋-αKG cotransporter의 Na＋ 의존도는 동일하였으며, Hill 상수는 1.4이었다. BBMV에 존재하는 Na＋-αKG cotransporter의 Michaelis 항수 (Km)는 외측겉질과 외측속질에서 각각 194 및 89 M이었고 최대이동량 (Vmax)은 각각 3.3 및 1.8 nmol/mg protein/10 sec로서 Km과 Vmax 모두 외측속질에 비해 외측겉질이 높았다. 이러한 결과는 솔가장자리막의 경우 곡부에는 기질친화력은 작지만 운반능이 큰 운반체가 존재하는 반면 직부에는 운반능은 작지만 기질친화력이 큰 운반체가 존재함을 의미한다. BLMV의 Na＋-αKG cotransporter의 경우 외측겉질과 외측속질의 Km이 각각 34 및 37 M로써 비슷하였지만 Vmax는 외측겉질 (3.3 nmol/mg protein/10 sec)이 외측속질 (1.7)보다 높았는데, 이는 기저측면막의 경우 직부와 곡부에 동일한 종류의 운반체가 그 밀도를 달리하여 분포되어 있음을 의미한다.
결 론 : 근위곱슬세관과 근위곧은세관 간에 그리고 솔가장자리막과 기저측면막 간에 Na＋-αKG cotransport system의 기질친화력과 최대운반능이 차이를 나타내는 것은 신장에서 αKG를 효율적으로 이용하기 위한 생리학적 적응현상 때문인 것으로 사료된다.

영어초록

Purpose: alpha-Ketoglutarate (αKG), a Krebs cycle intermediate, is extensively used in the kidney as a fuel substrate and as a counter anion for organic acid secretion. It is known to be taken up by the proximal tubule cells via the brush-border as well as basolateral membranes. We explored biochemical characteristics of the brush-border and basolateral αKG transport systems in pars convoluta and pars recta of the proximal tubule, respectively.
Methods: Brush-border and basolateral membrane vesicles (BBMV and BLMV) were isolated from rabbit renal outer cortex and outer medulla by Percoll gradient centrifugation. Vesicular uptake of αKG was determined by rapid Millipore filtration method using α-14[C]KG as a substrate.
Results: Both BBMV and BLMV showed a Na-gradient dependent uphill transport of αKG. The systems in both membranes were similarly inhibited by Li and activated by Na (Hill coefficient of 1.4). Kinetic analyses indicated that the Na-αKG cotransporters in the BBMV had a lower substrate affinity as compared with those in the BLMV. The transport systems in BLMVs showed a similar Km but different Vmax between the outer cortex (Km: 34 uM, Vmax: 3.3 nmol/mg protein/10s) and outer medulla (Km: 37, Vmax: 1.8). On the other hand, the systems in BBMVs were different in both Km and Vmax between the outer cortex (Km: 194, Vmax: 3.3) and outer medulla (Km: 89, Vmax: 1.7).
Conclusion: The findings suggest that both axial and apical to basolateral heterogeneity of the Na-αKG cotransport system in proximal tubules may be due to a physiological adaptation to efficiently utilize αKG in the kidney.

참고자료

· 없음