세포생물학(11)-세포막2

막단백질에는 세포막 표면의 정전기적 결합으로 붙어 있는 표재성 단백질이 있고, 지질층에 소수성 결합으로 파묻혀 있는 내재성 단백질, 단백질에 공유 결합된 지질을 통해 막에 박혀 있는 고정성 단백질이 있다. 표재성 단백질은 정전기적 결합으로 연결되어 있기 때문에 수소이온 농도의 변화나 극성 용매 처리 시, 염 처리나 킬레이트제 처리 시 쉽게 막에서 분리되는 특징이 있다. 내재성 단백질은 막관통 단백질로 물질 수송, 신호 전달에 중요한 역할을 하며, 친수성 부분과 소수성 부분이 동시에 있는 계면활성제 처리 시 막에서 분리되는 특징이 있다. 세포막의 물질 수송 메커니즘에 대해 다뤄보자. 지질을 통한 수송에는 확산 현상이 작용한다. 산소 기체나 이산화탄소 기체 같은 작은 소수성 분자들은 막을 그냥 통과하고 물 같은 작은 비전하성 극성 분자들은 삼투현상을 통해 막을 통과하나 소수성 분자들보다는 잘 통과하지 못한다. 포도당이나 설탕 같은 제법 크기가 큰 비전하성 극성 분자들은 막을 거의 통과하지 못한다. 이온들도 마찬가지다. 지질막의 통과는 앞서 말했던 것처럼 확산이나 삼투현상으로 설명할 수 있다. 확산은 분자가 지질막을 통해 에너지 소모 없이 고농도에서 저농도로 농도 기울기를 따라 이동하는 현상으로 막 양쪽이 동적 평형에 도달하기까지 이동한다. 생체 내에서 기체 교환에 중요한 역할을 하며 픽의 법칙에 따른다. 삼투 현상은 극성의 큰 분자가 지질막을 잘 통과하지 못하는 대신, 용매가 저농도에서 고농도로 이동하는 현상이다. 삼투 현상을 동물세포와 식물세포의 관점에서 다뤄보자면, 동물세포는 고장액에 넣어두면 주변으로 물이 빠져나가 세포가 수축하고 저장액에서는 물을 흡수하여 팽창한다. 지나치게 많은 물이 유입되면 세포가 터지는 용혈 현상이 발생한다. 식물세포를 고장액에 넣어두면 물이 빠져나가 세포가 수축하면서 세포벽과 세포막이 분리되는 원형질 분리 현상이 발생한다. 식물세포를 저장액에 넣어두면 물을 흡수해 팽창하면서 세포벽을 미는 힘인 팽압이 발생한다. 등장액에서는 두 세포 모두 변화가 없이 정상상태를 유지하지만 물의 이동은 안팎으로 계속해서 일어난다.