백서 간장형 포도당 운반체 genomic DNA의 유전자 지도 결정

Abstract

[한글]

간장형 포도당 운반체 (glucose transporter type 2, GLUT2)는 주로 간장 세포, 췌장 β 세포, 장 점막과 신장 상피 세포에 존재하며, 다른 포도당 운반체에 비하여 높은 Κm값을 가지고 있기 때문에 생리적인 범위의 혈액 내 포도당 농도 변화에 비례하여 세포막을 통해 포도당을 운반한다. 이 단백질은 췌장 β 세포에서 포도당에 의한 insulin 분비에 중요한 역할을 할 것으로 생각되고 있으며, 비 인슐린 의존성 당뇨병 (non-insulin-dependent diabetes melitus, NIDDM)의 병인과 관계가 있을 것이라 생각되고 있다. 백서 간장에서 간장형 포도당 운반체의 cDNA가 cloning 되었으나, 현재까지 genomic DNA의 구조에 대해서는 연구 보고가 없다. 그러나, 이 단백질의 표현 조절과 당뇨병에서의 표현 감소 기전을 이해하기 위해서는 promoter부위를 포함한 genomic DNA에 대한 연구가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 간장형 포도당 운반체의 유전자구조를 밝히고, exon의

위치 및 exon-intron 이행 부위 염기 서열을 결정해 보고자 하였다.

백서의 간장형 포도당 운반체 유전자를 함유하고 있는 4개의 λ phage clone을 선별, 분리한 후 이를 제한 효소로 처리하고 subcloning하여 제한 효소 지도를 결정하고 exen의 위치와 exon-intron 이행 부위 염기 서열을 결정하였다. 백서의 간장형 포도당 운반체의 exon은 11개로 구성되며, genomic DNA상에 약 28 kb에 걸쳐 산재하고 있었다. Exon의 크기는 93 bp에서 257 b7정도였으며, intron의 크기는 79 bp에서 5 kb까지 다양하였다. Exon-intron이행 부위의 염기 서열을 결정한 결과, GC로 시작한 두 번째 intron을 제외한 모든 intron이 GT로 시작하고 AG로 종결되어 있었다. Exen의 염기서열은 보고된 cDHA와 비교하여 9개의 염기에서 차이가 있었다. 이중에서 3개는 cDNA와 비교하여 non-translating 부위에 염기가 한 개씩 삽입된 경우였고 (-107번에 C, 1678번에 C, 2338번에 T), 6개는

염기가 바뀐 경우였는데 이중 4개는 non-translating 부위에 있고 2개가 단백질 coding 부위의 염기였으며, 이 중 ATG codon으로부터 1317번째 염기 변화(T→C)로 인해 cDNA상 439번째 유전부호 TTT 가 TTT 로 치환되어 있었으나, 이 두 유전부호는 phenylalanine에

대한 degenerative codon이었다. 또한 741번째의 염기 변화(T→G)에 의하여 247번째의 유전부호인 AAT (asparagine)가 AAG (lysine)로 변이되어 있었으나, 이에 대한 생물학적 의의는 아직 모른다.

[영문]

The organization of rat GLUT2 (hepatocyte and pancreatic β-cell type glucose transporter) gene was determined. By screening of rat genomic DWA library, 4 clones were obtained, and from these clones, their restriction mapping, location of exons and exon-intron junction sequences, and their genomic organization were determined.

Rat GLUT2 gene was composed of 11 exons scattered over 28 kb of genomic DNA, and their sizes were variable from 93 to 257 bp, except exonll, which had the size of 1099 bp. The exon-intron junction sequences generally followed the GT/AG rule, except intron2 which started with GC. Some changes in exon sequence were observed when compaired with known cDNA sequence, but most changes were found in non-translating region of the cDNA. However, there were two base changes in codons.

The 247th codon AAG(Lys) was substituted for AAT (Asn), but its biological significance is not known. The 439th codon TTT was substituted for TTC, but both are degenerative codon of Phe.