Membrane Transport of Small Molecules
[1] Permeability of Lipid Bilayer (지질이중층 투과성)
▷ Concentration grdient 정의
지질이중층에서 투과가능한(permeable) 분자가 있는가 반면, 투과할 수 없는(impermeable) 분자가 있다. 이때 투과가능한 분자인 경우, 보통 High Concentration에서 Low Concentration grdient로 움직인다. 이를, dwon the concentration gradient라 한다. Hytrophobic한 분자인 경우 (예를들어, O2, CO2, N2, Benzene) 제약없이 통과 가능하다. Small Uncharged Polar 분자인 경우(예를들어 H2O, urea, glycerol) 거의 통과하기 힘들며, 하지만 H2O는 예외로 통과가능하다. 반면 통과불가능한 것들은 Large Uncharged Polar 분자인 경우 (Glucose, sucrose), Ions 경우 (H+, Na+, K+, Ca2+, CI-)도 투과할 수 없어서 이렇게 투과불가능한 분자들은 막에 붙어있는 Membrane Proteins을 통해 지질이중층을 통과한다. 이때, Polar & Charged를 띄는 투과불가능한 분자들, 즉 ions, sugars, amino, acids, nucleotides 등이 Membrane Transport Protein을 통해 투과되며, 각 세포 막에 따라 다른 transmembane proteins이 있다. 각 transport protein은 선택적으로 분자를 투과하게 한다. ※ Concentration grdient은 무엇일까?!! → 많은 분자량에서 적은 분자량으로 이동하는것만을 Concentration Gradient를 말하는것은 아니다. 아래 이미지를 보면, 분자 4개가 막 안쪽으로 이동하려고 하는데 어느 분자가 강한 motive를 갖고 이동할것인가를 살펴보자면, 바로 가운데 있는 + charged 분자이다. 왜냐하면 막 바깥에는 + charged를 띄고 있고, 안쪽에는 - charged를 띄고 있기 때문이다. 그래서 + charged 의 분자가 가장 강한 motive를 가지고 세포 안쪽으로 이동한다. 따라서 gradient를 따져볼때 분자량 (concentration gradient)으로만 보는것이 아니라 막에 있는 +/- charge : membrane potential 즉, electrical gradient 역시 고려해야하는데 이 두가지를 고려하는게 electrochemical gradient 라 한다.
