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해양 무척추동물의 이온 통로 : 다양성과 생물공학적 응용의 가능성

전문가 제언: ○ 이온통로는 생물학적 막을 가로질러서 이온의 확산을 용이하게 하는 막단백질 복합체이다. 이온통로는 이온의 크기와 전하를 구별할 수 있고 이온을 선별하여 통과시킨다. 이온 통로에 관한 지식은 해양생물을 이용한 실험에 근거를 두고 있는데, 예컨대 1952년에 Hodgkin과 Huxley는 오징어의 거대축삭을 사용한 연구에서 전압으로 여닫히는 투과능 변화가 있다는 것을 예언하였다.

○ 신경충격의 전달에 관여하는 이온 통로에는 전압으로 여닫히는 통로와 리간드로 여닫히는 통로가 있다. 전압으로 여닫히는 통로로 K+ 통로는 4 소단위체로 구성되고 각소단위체는 막을 관통하는 6 분절(S1~6)을 갖고 있고 전압변화는 양전하를 띠는 아미노산 잔기들을 함유하는 S4 분절이 감지한다. Na+와 Ca2+ 통로의 경우에는 하나의 소단위체가 6 막관통 분절을 4번 반복한 구조로 되었으며 K+ 통로와는 소단위체 수에서 차이가 있다.

○ 리간드로 여닫히는 통로는 5 이종 소단위체로 구성되며 S4 분절에 전압감지 모듈을 갖고 있지 않다. 그러나 특정한 리간드에 대하여 현저한 민감성을 나타낸다. 예컨대 아세틸콜린 수용체는 리간드로 여닫히는 통로이다. 한 신경세포의 축삭돌기 끝에 신경충격이오면 신경전달물질인 아세틸콜린을 방출하고 이것은 다른 신경세포의 시냅후 후막에 있는 수용체에 결합하여 신경충격을 전달한다.

○ 이외에 최근에 발견된 통로는 VSP(voltage sensitive phosphatase)이며 하나의 소단위체로 구성되고 이온을 통과시키지 않는다. VSOP(voltage sensitive proton channel)는 하나의 소단위로 구성되며 이 소단위체는 단지 4 막관통 분절(S1~4)을 갖는다. 틈 접속부분(gap-junction)은 세포-세포 통로로 작용하며 이온과 작은 분자들을 통과시킨다.

○ 국내에서 이온통로에 관한연구는 드물었다. 이온통로병, 생체전기 현상 등의 연구가 진행되었다. 앞으로 이온통로의 지식을 이용하여 전압감지 센서의 개발이 기대되며, 이온통로 연구에 해양 무척추동물의 이용은 많은 장점을 갖고 있다.

저자: Euan R. Brown
자료유형: 학술정보