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지질막의 구조안정성과 투과성에 대한 분자동력학적 연구(시뮬레이션 예측) Molecular Dynamics Study on Stability and Permeability of Lipid Membranes

전문가 제언: □ 세포막은 세포질 보호, 영양분의 수송관리, 노폐물 배출, 신호 · 정보의 전달, 생화학반응 등을 수행하는 중요한 세포의 구성 부위이다. (Singer & Nicolson)에 의하면, 세포막은 인지질과 당지질을 포함한 이중 지질층으로 구성되며, 가운데 들어 있는 단백질분자가 세포막의 평면에서 측면으로 자유롭게 확산운동을 하면서 전이확산(flip-flop)을 느리게 진행시키는 것으로 알려져 있다.

□ 세포막의 물질이동은 액정 이중층으로 상전이(相轉移)가 일어나면서 수동적으로 진행되며, 탄화수소의 길이 · 이중결합의 수와 형태 · 내재하는 콜레스테롤 량 등에 영향을 받는다. 생체막은 매우 복잡하므로 막모델(Gebick & Hicks)을 이용해 연구한다. 모델막은 인지질과 조직추출물로 구성된 이중지질층 액포(vesicle)인데 리포좀(liposome) 또는 벤고좀(bangosome)으로 불린다. 몇 주 후에도 분해되지 않으므로 사용하기에 안정하다. 올레산과 리노레산 완충액에서 계면활성제를 혼합 · 진탕해 얻은 이중층인 우파좀(ufasome)은 C6～8외의 영역에서는 불안정하지만, 최근에는 C8～18에서도 안정적인 막모델 재료가 개발되었다.

□ 미생물은 외부환경에 따라 세포막의 지방산 조성을 바꾸어 생존한다. 특히 포화지방산과 불포화지방산의 비율을 바꾸며 온도 · pH · 염농도 등의 변화에 대응한다. 이러한 기능이 뛰어난 극한미생물(Sarcina · Thermatoga · Butryvibrio)은 긴 지방산 사슬을 가진 transmembrane dicarboxylic acid의 생산과 관련이 있으나, 그 작용기작은 분명치 않다.

□ 최근, 세포막의 지방조성을 바꾸어 다기능성 막을 만드는 연구가 활발하다. 우리나라에서는 이기창 등(1996)은 디팔미토일포스파티딜콜린으로 만든 리포좀과 DPPC 및 DTAB 도데실트리메틸암모늄브로마이드를 혼합해 만든 리포좀의 분자배열이 불규칙적이지만 안정된 구조를 가지고 있음을 확인했고, 박화진 등(1996)은 인삼의 글리코시드(Rg1 · Rb1)와 글리콘(PT · PD)의 단일이온채널 형성과정에 대해, 조용진 등(1999)은 지질막 전극으로 맛 측정 센서를, 차경은 등(1992)은 베타인계의 양성 계면활성제를 합성한 바 있다.

저자: Wataru Shinoda
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