[생물 임용 노트]막수송 - 3) 수동수송 : 개념, 촉진확산

개념

용질이 농도구배에 따라 세포 내외로 이동하는 방식

 

수동 수송은 2가지 형태의 이동이 있다.

1. 농도 구배에 따른 중성용질의 단순확산 막통과

2. 전하를 띤 이온의 전기화학적 기울기에 의한 이동

촉진확산

막 단백질은 막에 대해 투과성을 가지지 못하는 물질(용질)의 대체 이동 경로를 제공하여 세포 내외로 운반을 한다.

→ 이 과정을 촉진 확산이라고 한다.

 

이러한 촉진확산에 관여하는 막 단백질은 확산 분자의 이동 속도 포화 여부에 따라

1. 운반체(수송체(carrier), 투과효소(permease)) - 이동 속도 포화가 일어남

2. 통로(channel) - 이동속도 포화가 일어나지 않음

자유에너지, 속도 분석

촉진 확산의 자유에너지 분석

수용체의 용질 결합은 음의 △G → 자발적 반응

용질의 수화 손실은 양의 △G → 비자발적 반응

 

따라서 이 두 반응의 △G의 합이 0 미만인 경우 이론적으로 용질은 수화손실을 극복하고 이동이 가능해진다.

촉진확산의 속도 분석

촉진확산에 이용되는 단백질(수송체, 투과효소) 역시 기질과 결합하여 이동하는 방식이므로 효소와 같이 미하엘리스-멘텐식의 적용을 받는다.

 

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따라서,

V₀ = V_max × [S] / K_t + [S]가 된다.

여기서 K_t는 효소 반응의 K_m과 같은 개념이며, [S]는 용질의 농도이다.

촉진확산 그래프