[생물 임용 노트]막의 구조 - 2) 지질 - 지질 이중층, 막의 비대칭성

지질 이중층

2개의 지질 단층이 모여 2차원적인 지질판을 구성한 것을 말한다.

막을 이루는 지질 중 인지질이 가장 풍부하다.

 

인지질

인지질 친수성 머리와 소수성 탄화수소 꼬리를 갖고 있는 양친매성 물질로 2개의 상반된 특성을 모두 보유한다.

인지질의 기본 구조

인지질의 친수성 머리는 물과 친화력이 커서, 지질 이중층의 안과 밖에서 물과 접촉하고 있다.

인지질의 소수성 탄화수소 꼬리는 물로 부터 배척되어 지질 이중층의 안쪽으로 배열된다.

→ 세포 안팎의 수용성 환경이 인지질을 이중층에서 이탈하는 것을 방지한다. 

지질 이중층의 움직임

지질 이중층에서 지질은 측면 확산, 굴곡, 회전에 있어 자유롭다.

지질의 횡적 이동(flip-flop) : 거의 일어나지 않으며, 일어나더라도 매우 느리게 일어난다.

지질의 수평확산 : 막의 표면에서 인접 지질 분자와 자리를 바꾸어 확산한다.

막 횡단 효소

지질이 막을 횡단하는 경우 주로 다음과 같은 막 횡단 효소를 이용한다.

• filpase : 포스파티딜세린(Phosphatidylserine), 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine)을 지질 이중층 안쪽으로 이동시킨다. ATP를 이용한다.
• flopase : 소수성 기질을 지질 이중층 밖으로 수송한다.
• scramblase : 지질 이중층 사이 농도 경사(농도 구배)를 해소한다.

막의 비대칭성

지질 이중층은 세포질과 접하는 cytosolic half과 세포 밖의 환경과 접하는 non-cytosolic half가 있다.

cytosolic half와 non-cytosolic half의 인지질과 당지질의 조성은 아주 다른 양상을 보인다. 이를 '막의 비대칭성'이라고 한다.

• 세포 내부면(cytosolic half) : 포스파티딜에탄올아민(Phosphatidylethanolamine), 포스파티딜세린(Phosphatidylserine)**, 포스파티딜이노시톨(Phosphatidylinositol)등으로 구성
• 세포 외부면(non-cytosolic half) : 포스파티딜콜린(Phosphatidylcholine), 스핑고마이엘린(Sphingomyelin), 강글리오시드(Ganglioside) 등으로 구성

**포스파티딜 세린의 경우 세포 외부면에 존재 시 아폽토시스(apoptosis; 세포 자살) 신호로 쓰이기도 한다.

 

막의 비대칭성을 flipase에 의한 특정 인지질 분자의 선택적 이동으로 생긴다.

소낭의 형성과 융합 같은 막 수송 중에도 세포 내부면-세포 외부면의 지질 극성이 유지된다.

예> 당지질의 경우 세포 외부면에서만 발견 ; 당을 붙이는 효소는 골지체(Golgi) 내부에만 존재한다.