막 단백질

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
칼륨 채널 Kv 1.2/2.1 Chimera의 결정구조 이중층의 측정된 탄화수소 경계는 빨간색과 파란색으로 표시되었다.

막 단백질(Membrane protein)은 생물학적인 막의 일부분이거나 생물학적인 막과 상호작용하는 단백질이다. 여기에는 막의 일부분이거나 막에 영구적으로 부착된 내재성 막 단백질과 일시적으로 지질 이중층 혹은 다른 내재성 막 단백질에 부착되는 외재성 막 단백질이 포함 된다. 내재성 막 단백질은 막을 가로지르는 막관통 단백질과 막의 한쪽에만 부착된 내재성 단일체 단백질(integral monotopic protein)로 분류된다. 막 단백질은 용해성이 있는 구형단백질, 섬유질 단백질, 무질서한 단백질과 마찬가지로 단백질의 일반적인 유형이다.대부분의 게놈에서 모든 유전자의 20~30%가 막 단백질을 암호화한다고 추측된다.

다른 단백질과 비교하여, 막 단백질 구조의 결정은 자연환경과 분리된 단백질의 올바른 형태가 보존되는 실험조건을 설정하기 어렵기 때문에 많은 부분에서 문제로 남아있다.

기능[편집]

막 단백질은 생물체의 생존에 필수적인 다양한 기능을 수행한다.

  • 수용체 막 단백질은 세포의 내부 및 외부 환경 사이에서 신호를 전달한다.
  • 수송 단백질은 막을 가로질러 분자와 이온을 이동시킨다.
  • 막 효소는 산화 환원 효소, 전이효소 또는 가수분해 효소와 같은 많은 활성을 가질 수 있다.
  • 세포 접착 분자는 세포가 서로를 확인하고 상호작용하도록 한다. 예를 들어 면역 반응에 관련된 단백질이 포함된다.

내재성 막 단백질[편집]

막관통 단백질의 도식 표현 : 1. 단일 막관통 단백질 α-helix (bitopic 막 단백질) 2. 복합체 막관통 α-helical 단백질 3. 복합체 막관통 β-sheet 단백질 막 밝은 갈색으로 표시된다.

내재성 막 단백질은 막에 영구적으로 부착되어있다. 이러한 단백질은 세제, 비극성 물질 혹은 때때로 변성제를 사용하여 생물학적 막으로부터 분리될 수 있다. 아직 기능적으로 특성화되지 않은 이러한 유형의 단백질의 한 예가 SMIM23이다. 이들은 이중층과의 관계에 따라 분류될 수 있다.

  • 막 관통 단백질이라고 알려진 내재성 복합체 단백질(integral polytopic proteins)은 적어도 한번 막을 가로지르는 내재성 막 단백질이다.

이러한 단백질은 상이한 막 관통 구조를 가질 수 있다. 이러한 단백질은 두가지 구조 중 하나를 가지고 있다.

  1. 모든 유형의 생물학적 막에 존재하는 helix bundle 단백질.
  2. 오직 그람 음성균의 외막과 미토콘드리아와 엽록체의 외막에서 발견되는 beta barrel 단백질.
  • 내재성 단일체 단백질(integral monotopic proteins)은 오직 막의 한쪽 면에만 부착되고 전체를 가로지르지 않는 내재성 막 단백질이다.

외재성 막 단백질[편집]

단일체 막 단백질과 세포막 사이의 서로 다른 유형의 상호 작용의 도식적 표현 : 1. 막 면에 평행 한 양친매성 α-helix 에 의한 상호 작용 (평면 내 막 나선형) 2. 소수성 루프에 의한 상호 작용 3. 공유 결합 막 지질 4. 막 지질 과의 정전기적 또는 이온 상호 작용(예 : 칼슘 이온을 통한

외재성 막 단백질은 소수성, 정전기적 결합과 다른 비공유 상호작용에 의해 지질 이중층 혹은 내재성 단백질에 일시적으로 부착된다. 외재성 단백질은 높은 pH 또는 높은 염 농도를 갖는 용액과 같은 극성 시약을 처리한 후에 해리된다.

내재성과 외재성 단백질들은 지방산 또는 프레닐사슬 또는 지질 이중층에 고정화된 GPI(glycosylphosphatidylinositol)와 함께 번역 후 변형될 수 있다.

폴리펩티드 독소들[편집]

폴리펩티드 독소들과 colicins 또는 hemolysins와 같은 많은 항균 펩타이드와 세포자멸과 관련된 특정 단백질들은 때때로 분리된 범주로 여겨진다. 이러한 단백질들은 수용성이지만 비가역적으로 지질 이중층과 응집되고 결합할 수 있고 가역적 혹은 비가역적으로 막과 결합된다.

게놈[편집]

모든 단백질에서 많은 부분은 막 단백질이라고 생각된다. 예를 들어, 대장균의 약 4200개 단백질 중 약 1000개가 막 단백질로 생각된다. 막의 위치는 실험적으로 600개 이상 확인되었다. 막에서 단백질의 위치는 단백질 서열의 소수성 분석, 즉 소수성 아미노산 서열의 위치파악을 사용하여 매우 신뢰성 있게 예측할 수 있다.

종류[편집]

같이 보기[편집]