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수송체 렌즈를 통해본 ClC 염화이온 통로

전문가 제언: ○ 작은 지용성 분자의 단순 확산을 제외하고, 이온을 포함하는 물질의 막 투과는 막 횡단 단백질의 매개로 일어난다. 물질의 막 투과 양상은 열역학적으로 농도구배에 역행하는 오르막길의 능동이동(ΔG>0)과 농도구배에 따른 내리막길의 수동이동(ΔG<0)으로 대별한다. 전자는 ATP-추진 펌프를 통하여 이루어지고 후자는 통로를 통하여 일어난다.

○ ATP-추진 펌프(Na+,K+-ATPase, H+-ATPase, Ca2+-ATPase) 수송체는 각각의 이온을 1차 능동수송으로 막을 경계로 하는 농도 차이를 형성하여 고에너지 상태를 만든다. 세포는 이를 이용하여 간접적으로 농도구배에 역행하는 동반수송(symport)과 역수송(antiport)의 2차 능동수송을 일으킨다. 동물세포는 Na+의 농도 차이를, 식물세포는 H+의 농도 차이를 이용한다.

○ 염화이온 통로가 막전위의 안정화에 미미한 역할을 한다는 과거의 견해는 최근에 바뀌고 있다. 염화이온 통로는 pH 조절, 부피 항상성, 유기용질 수송, 세포 이동, 세포 증식, 세포 분화에 중요한 생리적 기능을 가진다. 많은 유전자 산물이 염화이온 통로로 알려졌지만 대부분은 염화이온 통로 조절인자들이고, 진정한 통로는 ClC, CFTR, ClCA-n, GABAA와 글라이신 수용체의 네 부류의 단백질들이다.

○ 본 분석에서 다룬 ClC는 포유동물에서만도 ClC-1, ClC-2 등 9개의 종류가 있다는 것이 알려졌고, 이들이 다양한 세포기능을 수행하고 있다. 이들 유전자 변이로 일어나는 질환으로 선천성 근이완증, 신장에서 염의 재흡수 부전으로 인한 Bartter 증후군, 고칼슘 뇨증으로 만성 신석(kidney stone)의 증후군인 Dent 병 등이 있다. 신약개발의 전략이 이온통로를 표적으로 하는 경우가 많으므로 이 통로 기작의 이해는 치료기술에 공헌할 잠재력이 있다.

○ 놀랍게도 어떤 ClC는 과거 전통적인 통로와 수송체의 두 다른 개념을 통합하는 H+/Cl- 교환체의 기능을 하고 있는데 이 기작을 ClC와 세균의 ClC-ec1 단백질의 결정구조를 근거하여 제안 하였다.

저자: Miller, C
자료유형: 학술정보