세포막과 운송

1. 막골격

- 적혈구 막골격의 75%를 차지하는 단백질인 스펙트린은 적혈구의 유동성 갖게 하는 구조 - 스펙트린  α-나선 꼬인 코일 구조와

이종이량체와 삼중나선의 합쳐진 α-나선 꼬인 코일이 합쳐진 이종사량체(

αβ

세포막단백질

- 안팎으로 페기물의 운송 - 세포외부에서 정보의 수집

- 단백질이 세포막과 접촉되는 방법

1. 단백질이 세포막 안팎으로 걸침  막내재단백질 2. 막의 주변에 부착  막주변단백질

1. 막내재단백질

- 단백질 자체  양성물질

- 세포 안쪽  강한 소수성을 갖는 아미노산잔기 - 글라이코포린  적혈구막단백질

- 로돕신: 트렌스듀신과 상호작용, GDP를 GTP로 교체시키는 기능,

트렌스듀신 해리되어 신호를 cGMP의 경로에 보냄

수용체 - 홀몬수용체나

약물의 수용체

- 세포내부에서 유도된 효소

 인산화

- cAMP의 합성을 촉매

 아데닐고리화효소 - 7TM수용체

2. 막주변단백질

- 세포막에 헐겁게 부착 - 대표적인 사이토크롬

c

- 세포의 신호전달체계의 단백질

 세포성장의 신호 G-단백질 - Ras 단백질  스위치 기능

 파네실 그룹  막 안쪽에 닻을 내림

3. 분비경로

- 막의 안팎, 라이보솜 그리고 소포체에 남아 있는 단백질의 정보

- 단백질 합성시 N-말단에 13~36개 잔기의 신호펩타이드  한 개나 그 이상의 친수성인

염기성 잔기를 포함, 인접지역에 6~15개의 소수성 잔기 - 단백질 합성 후 라이보솜 배출 시 핵단백질인

신호인식입자( SRP,signal recognition

particle)결합  조면소포체 SRP수용체와 결합

 통로 트렌스로콘  소포체 내강 분리

4. 막소포운반

- 단백질의 운반 한 구획에서 다른 구획으로 융합되는 막소포내부의 화물의 형태로 운송

 전진운반

- 막소포를 거쳐 골지체에서 적층을 통과하는 골지구획의 탑승객형태의 운반  후진운반

- 운반체로는 포장된 막소포

 1. 클라트린 2. COPI(coated protein1)단백질 3. COPII 단백질

- 클라트린으로 입혀진 막소포

 막함입(endocytosis)

 막횡단단백질, 분비성단백질

 트렌스골지네트워크에서 세포막으로 운반

막을 통한 운송

- 이온이나 극성물질의 이동이 필수적

 막내재단백질 수송에 관여

- 수동매개수송: 농도의 차이를 발생

 운반체, 투과효소, 통로 및 수송계활용

1. 수동매개수송

2. 이온운반체

- 이온운반체:

운송이온 운반체와 통로형성 이온운반체

운송이온운반체와 통로형성이온운반체 - 운송이온운반체

이온을 담아서 막을 통해 내 보냄

 선택된 이온에 결합, 이온 운송 - 통로형성이온운반체

막통로 또는 막기공을 만듦

 포타슘이온과 배위결합  발리노마이신 - 그라미시딘  원형기공 막통로

 Na⁺ 과 K⁺이온

포린

- β-원통형구조의 수용성 이온통로 - 대장균의 ompF포린

 600D 이내의 용질, 양이온만 통과

- 대장균의 말토포린  말토덱스트린 수송

이온통로

- 삼투압의 균형유지나 신호전달이나 신경전달에서 막 전위차 발생

- 높은 선택성

 막내재단백질, 수동적인 확산을 통하여 이온 운송 - 포타슘이온통로: KcsA(스트렙토마이시스 리비던스)

 동종사량체의 구조, 포타슘이온이 가수화된 상태로 통과

- 열고 닫힘은 개폐(gating): 신경전달 물질에 감응

 리간드개폐통로, 칼슘 같은 신호물질

 신호개폐통로

아쿠아포린

- 포유동물에는 7개의 아쿠아포린

- 물을 빨리 수송하는 조직

 신장, 침샘, 눈물샘 - 물만 통과(글리세롤

요소, 프로톤은 안됨)

운반단백질

- 세포막의 한 면에서 다른 면으로 물질의 이동

 교대로 변화하는 구조적인 변형 - 적혈구 글루코스 수용체

(GLUT1, erythrocyte glucose transporter):

- 글루코스가 세포의 안팎으로 수송되는 과정 1. 글루코스 + 단백질

2. 구조변화로 결합부위 닫힘

3. 세포막의 다른 면의 결합부위 열림

 세포밖의 글루코스 안으로 운반 4. 최초의 상태로 다시 돌아옴

3. 능동수송

- 에너지가 소요되는 수송방법

- 양이온을 수송하는 세포막과 결합된 ATPase - 이차능동수송: 전기화학적인 기울기

 농도기울기 역행 중성분자의 수송

- (Na⁺ - K⁺)-ATPase: 세포내의 ATP 가수분해

 포타슘이온은 세포내부로, 소듐이온은 세포 밖으로

- 3개의 양하전의 이온이 밖으로 나가게 되고 2개의 양하전 안으로 들어옴

- Na⁺이온 세포밖으로 배출시키는 과정

 동물세포는 삼투압으로 물의 함량을 조절 (Na⁺-K⁺)-ATPase에 의해 만들어진

전기화학적인 기울기

 신경세포의 자극에 필수적

- Ca²⁺-ATPase

- 칼슘 농도의 증가

 근육의 수축, 신경물질의 방출, 글라코젠의 분해

- 세포질내의 Ca²⁺ 농도 = ~0.1μM

 세포공간에서 보다 10⁴배 적음 - 큰 농도기울기 차

 Ca²⁺ 능동수송과 ATP의 가수분해

 2개 칼슘 이온을 활발하게 받아들이게

되고, 두 개 또는 세 개의 프로톤을 반대로 수송하게 됨

- 이온기울기에 의한 능동수송

- 장에서 소듐이온 농도기울기에너지

 글루코스흡수

- 소듐-글루코스수송계

 세포내의 글루코스 축적

- 락토스투과효소: 양성자농도기울기

 수소이온과 락토스 수송