세포막의 단백질 – Proteins attached to Membranes

막단백질(membrane protein)들은 막에 대한 위치에 따라 막관통단백질(integral membrane protein), 지질고정단백질(lipid-anchored membrane protein), 외재성 막단백질(peripheral membrane protein)의 3종류로 구별할 수 있습니다.

막관통단백질(integral membrane protein; transmembrane protein)은 인지질 이중막을 관통하는 단백질로 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 세포액이나 세포 바깥 부분과 닿아있는 부분(cytosolic domain, exoplasmic domain)은 물이 많은 환경에서 작동할 수 있도록 친수성(hydrophilic)을 띠는 아미노산들로 이루어져 있습니다. 이 부분(domain)들은 물에 잘 녹는 다른 단백질들의 아미노산 배열, 구조와 비슷한 구조를 가지고 있습니다. 반면에, 이중막에 닿아있는 부분(membrane-spanning domain)은 주로 소수성(hydrophobic)의 아미노산들이 주를 이루고 있습니다. 지금가지 밝혀진 모든 막관통단백질들은 막에 닿아있는 부분(membrane-spanning domain)에 1개 이상의 알파 나선 구조(α-helix)나 여러 베타 사슬(beta strand)를 가지고 있습니다.

지질 고정 단백질(lipid-anchored membrane protein)은 단백질이 1개 이상의 지질 분자와 공유결합을 하고 있습니다. 그 지질은 세포막의 한 층(leaflet; 외층[outer leaflet] or 내층[inner leaflet])에 붙어서 그 막에 단백질을 고정시킵니다. 그 지질과 붙어있는 단백질은 직접 인지질 이중층에 들어가지 않습니다.

외재성 단백질(peripheral membrane protein)은 인지질 이중층의 소수성 부분과 직접적으로 닿아있지 않습니다. 대신 다른 막관통 단백질이나 lipid-anchored membrane protein과 결합하여 막에 간접적으로 영향을 미치거나 인지질의 머리 부분(친수성 부분)과 직접적으로 상호작용을 합니다. 외재성 단백질은 세포막의 외층과 내층 모두에 존재합니다. 세포 안에 있는 외재성 단백질은 세포골격(cytoskeletal filaments)과 세포막의 결합을 중재합니다. 그렇게 해서 세포골격이 세포막을 지지할 수 있게 하여 세포의 모양을 형성하고, 세포 내부와 외부 사이의 물질 교환을 수월하게 합니다. 마지막으로 세포 밖에 있는 외재성 단백질은 막관통 단백질과 붙어서 종종 세포 바깥 물질(extracellular matrix)과 결합해 세포와 세포를 둘러싼 환경간에 상호작용을 할 수 있게 합니다.

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