세포막 물질이동
확산
픽의 확산법칙: 확산 J는 확산계수 D와 밀도 차 ∂n에 비례, 거리 차 ∂x에 반비례
- 세포막을 사이에 둔 확산의 경우, 확산계수, 밀도차, 지질 용해도에 비례, 거리(세포막두께)에 반비례
통로(Channel)
세포막단백질의 종류. 수용성 물질을 통과시킨다.
- Voltage-gated, Ligand-gated, Mechanically-gated 등
촉진확산(Facilitated diffusion)
운반체 역할을 하는 세포막단백질에 붙어서 확산 이동
- Channel과 다른점
- 운반체에 binding을 한다는 점에서 channel과 다름
- 확산 속도가 Saturation 됨. (채널을 통한 확산은 오로지 농도차에 비례)
예: glucose (Glut4), amino acid 등
- 동의어: facilitated transport, passive-mediated transport
깁스-도난 평형
- 세포 안에는 단백질이 많은데, 단백질은 크기가 커서 세포막을 통과 못 한다.
- 단백질은 음전하를 띄고 있어서 양이온을 끌어모으고,
- 양이온의 이동은 음이온의 이동을 유발하여,
세포안에는 세포밖보다 더 많은 particle이 있게 된다. ➔ 이 상태를 Gibbs–Donnan effect라 부른다.
양이온 X+, 음이온 Y-
세포외액
세포내액
초기값
9 X+, 9 Y-
9 X+, 3 Protein3-
평형상태
6 X+, 6 Y-
12 X+, 3 Y-, 3 Protein3-
Particle 수 (삼투압 발생)
12 particles
18 particles
- 세포막 안팎의 삼투압 평형이 맞을 때까지 물이 세포 안으로 계속 들어오면 세포막이 터질 것이나,
세포안의 초과 X+를 세포외로 꾸준히 내보냄(Na+-K+ pump)으로써 삼투압 불균형과 물의 이동을 제한하여
- 실제로는 터지지 않는다.
능동수송
Active transport: 농도 경사에 따라 이동하는 확산과 달리, 농도 경사를 거꾸로 이동함. 에너지(ATP) 필요함.
1차 능동수송: Na+-K+ pump (Na+/K+-ATPase), Ca2+ pump (Ca2+-ATPase), H+ pump (H+-ATPase)
예시: ATP 한 분자를 hydrolysis 하여 3 Na+를 세포 밖으로 퍼내고, 2 K+를 세포 안으로 들여온다 (Na+-K+ pump)
- 2차 능동수송: 1차 능동수송에 의해 생긴 농도 경사를 이용하여 물질을 이동 시킨다.
Symport (같은 방향): Na+-K+-2Cl- co-transporter, Sodium-glucose transport proteins
Antiport (역방향): Na+-Ca2+ exchanger
세포막을 통과하지 않는 물질이동
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