Permeability of Lipid Bilayer (지질이중층의 투과성)과 Concentration grdient에 대한 포스팅은 여기 참조하세요~ http://statnmath.tistory.com/65
[Passive and Active Transport (수동수송 & 능동수송)]
아래 그림을 보면, 지질이중층에 걸쳐있는 transport membrane protein 이 있는데 (마치 문지기와 같은 역할) 이 문지기의 특징에 따라 Passive Transport & Active Transport로 나눠진다. 특히 Active Transport 경우 electrochemical gradient를 역행(against)하여 이동하고 에너지가 필요하다! (물론 에너지가 필요하다고 꼭 ATP를 말하는건 아니다) Passive Transport는 electrochemical gradient에 따라 이동하여 에너지가 필요없다.
[Membrane Transport Proteins 분류]
☆용☆어☆주☆의☆
Transport Proteins, Transporter Protein을 헥갈리지 않도록 해야하는데, Active Transport와 Passive Transport는 위에서 언급했고, 이 안에 Transporter Protein이, 용질(solute)과 결합해서 모양이 변하게 된다. 이때, transporter protein (운반 단백질)을 carrier protein라고도 한다.
Passive Transport → 1) Channel mediated (① non-gated ② gated) → 2) Transporter mediated
Active Transport → 1) Coupled Transporter, → 2) ATP driven pumps, → 3) Light driven pumps
위 항목을 하나하나 살펴보자면~
◎ Uniporter (Passive Transport (에너지 X) by Transporter protein (모양변화 O))
- 하나의 분자가 electrochemical gradient 방향으로 이동하는 것을말하며, 만약 인공적으로 gradient를 바꾸면 그 이동방향도 바뀌게 된다.
- 예로는 GLUT Uniporters : 혈관에 있는 glucose가 많을경우, cytosol 안으로 이동한다. (역방향도 가능)
◎ Coupled Transporter Proteins → Symporter & Antiporter
(Active Transport (에너지 O) by Transporter protein (모양변화 O)) = SECONDARY active transport
- 분자 2개가 같은 방향으로 이동하는것을 symporter, 분자2개가 서로 다른방향으로 이동하는것을 antiporter 이다.
조금 더 설명해보자면, 파란색 분자(co-transported ion)가 electrochemical gradient 로 이동하는 힘(에너지 = ATP는 아님!)를 활용해 노란색 분자(transported molecule)가 역방향으로 이동할 수 있도록 도와준다. 그래서 Acive Transport라 한다.
Symporter의 예는 Na+ / glucose symporter - Na+이 electrochemical gradient로 이동하며, 이때 이동하는 에너지를 glucose가 concntraion gradient를 역행할 수 있도록 돕는다.
Antiporter의 예는 Na+ / H+ exchanger - Na+이 electrochemical gradient로 이동하며, 이때 이동하는 에너지를 H+가 concntraion gradient를 역행할 수 있도록 돕는다. 특히 cytosolic pH를 유지할 수 있도록 돕는다. 왜냐하면 pH 조절은 H+ 에 따라 달라지는데, cytosol에는 ~7.2pH 정도, 리소솜에는 low pH (~5) 정도 유지해야한다.
◎ ATP-driven pumps (transport ATPases) - P-type ATPase (Active transport by transporter proteins)
= Sodium Potassium pump ( = 나트륨&칼륨 펌프)
- ATP가 ADP+Pi 로 바뀌는 에너지를 이용해, 2개의 Na+이 나가고, 3개의 K+ 이 들어오게되는데 두 분자 모두 electrochemical grandients를 역행하여(against) 이동하게된다.
※ GLUT Uniporter & Na+/glucose Symporter & Na+/K+ pump → help glucose move your body!!
아래그림은 세포에서 glucose가 어떻게 움직이는지 보여주는 그림! 그림으로도 충분히 이해할 수 있으므로 설명은 패스!!
apical membrane에는 Na+/glucose symporter가, basolateral plasma membrane에는 GLUT Uniporter & Na+/K+ pump가 있다라는 점!!이 중요하다.
◎ ATP-driven pumps (transport ATPases) - F-type & V-type ATPase
(Active transport by transporter proteins)
F-Type과 V-Type은 구조는 비슷하지만, H+ 방향이 다르다! 아래 그림참조!!
F-Type은 H+ gradient방향으로 움직이며, APT를 합성한다. 미토콘드리아나, 엽록체, bacteria에서 나타난다.
V-Type은 APT를 이용하여, H+ 를 organelles에 gradient 역방향으로 밀어넣는다. 예를들어 lysosome(리소좀) 안쪽에는 상대적으로 낮은 pH를 유지해야하는데, pH는 바로 H+ 양과 관련이 있다. 낮은 pH를 유지하기위해 많은 H+가 있음에도 불구하고 계속 H+가 들어오게 된다. 그 밖의 예도, Plant Vacuole(식물액포)가 있다.
◎ ATP-driven pumps (transport ATPases) - ABC Transporters (Active transport by transporter proteins)
ABC = ATP Binding Cassette: each member of this family contains two conserved ATPase domains, pump small molecules across membranes.
Channel Proteins 종류로는 다음포스팅에 정리하도록 하겠습니다. :)