[생물 임용 노트]신호 전달 - 2) 세포 내 신호 전달 : 특성, 개요, 종류

신호 분자에 대한 표적 세포 반응의 특징

• 수용체의 다양성 : 세포 표면에 수 십 가지 종류의 수용체가 수 천 개씩 존재한다. 이에 따라 외부자극에 동시에 반응하는 것이 가능하고, 조합에 따라 반응 양식도 달라진다.
• 반응 형태의 다양성 : 동일 신호 분자에서도 수용체가 다르고, 매개하는 신호전달 과정이 다르다.

개요

과정

• 수용(reception) : 표적세포 수용체 단백질이 세포 외부의 신호 분자와 결합하여 신호가 수용된다.
• 전달(transduction) : 수용체 단백질의 변화에 의해 세포 내 반응이 일어나며, 이 신호 전달에 전달 분자가 관여하게 된다.
• 반응(response) : 효소의 촉매 작용 등의 세포 반응이 일어난다.

신호전달 특징

• 특이성(specificity) : 신호 분자와 수용체 사이의 정교한 분자적 상보성을 의미한다. 이런 특이성은 비공유 결합에 의해 만들어진다.
• 친화성(affinity) : 신호 분자와 수용체 사이의 친화력은 Kd로 나타내고, 그 값이 보통 10^-10M 이하이다. 주로 pM 단위의 농도를 감지한다.
• 협동성(cooperativity) : 수용체-리간드 상호작용의 협동성으로 리간드 농도가 조금만 변해도 활성화에 많은 변화가 초래된다.
• 효소 연쇄 반응(enzyme cascade) : 신호 수용체에 연결된 효소들이 연쇄적으로 활성화되어 신호증폭(amplification)이 일어난다.
• 민감 소실(desensitization) : 신호가 계속 존재시 수용체의 민감성이 소실되고, 자극이 일정 기준치 이하로 떨어지면 다시 회복한다.
• 통합(integration) : 신호 전달계가 여러 종류의 신호를 받아들여 세포 또는 개체의 요구에 맞게 일정한 반응을 일으킨다.

종류

• G protein-coupled receptor(GPCR) : 이찬 전령을 생산하는 효소를 간접적으로 활성화 시키는 방식을 이용한다.
• Receptor tyrosin kinase(RTKs) : 효소 활성을 지닌 세포막 수용체 리간드에 의해 활성화시 세포액이나 세포막 단백질을 인산화하는 방식을 이용한다.
• Receptor guanylyl cyclase : 이차 전령이 cGMP이며, 신호의 전달을 매개하는 방식이다.
• Gated ion channel : 화학 물질 리간드가 결합하거나 막 횡단 전위가 변하는 것에 반응하여 열리고 닫히는 이온 통로이다.
• Adhesion receptor : 세포 외 기질(ECM)의 거대 분자 성분과 상호작용을 하고 세포 이동이나 부착 명령을 세포 골격계에 전달하는 방식을 이용한다.
• Nuclear receptor : 스테로이드 수용체라고도 한다. 특정 리간드와 결합 시 유전자 전사와 단백질 번역을 조절하는 수용체이다.