[생화학] 11.4 : gated ion channel

 

 

이번 포스트에서는 gated ion channel에 대해 알아보자.

 

 

 

다음으로 gated ion channel에 대해 알아보자. 이 channel은 특히 neuron에서 전기신호가 전달되는데 있어서 매우 중요하게 작용함.

 

이름이 gated ion channel인 것을 보면 짐작할 수 있듯이, 이 녀석은 특정 ligand, 혹은 자극에 의해 channel로 작동하게 됨. 이 때 대표적인 자극으로는 voltage가 있으며, 대표적인 ligand로는 acetylcholine, glutamate, GABA(gamma aminobutyric acid) 등이 있음.

 

 

 

 

위 그림을 보면, 일단 membrane에 있는 Na+/K+ ATPase의 작용에 의해 세포 내로는 2분자의 potassium ion이, 세포 외로는 3분자의 sodium ion이 이동하면서, 결과적으로 세포 내가 더 negatively charged되게 됨. 그리고, 만약 위 그림 아래와 같이 sodium, calcium, potassium, chloride ion 각각에 대한 naked channel이 있다면, 기본적으로 sodium은 세포 밖에서 안으로, calcium도 세포 밖에서 안으로, potassium은 세포 안에서 밖으로 이동할 것임. 한편 chloride의 경우 농도는 세포 외가 세포 내보다 더 많지만, charge의 측면에서는 세포 내에서 외로의 이동이 더 favorable함. 그렇기에 chloride의 이동은 electrochemical gradient에 따라 달라짐. (이 때 이들 ion의 channel을 통한 이동에는 별도의 energy가 필요하지 않으므로 ion들의 flow는 spontaneous하다고 할 수 있음)

 

 

 

 

위 그림에는 nerve signaling의 과정이 자세히 묘사되어 있음.

 

 

일단 local depolarization이 일어나게 되면 voltage-gated sodium channel이 열리게 되면서 세포 내가 더욱 depolarization됨. 한편, sodium channel보다는 한발짝 늦게, voltage-gated potassium channel이 열리고, repolarization이 유발되게 됨.

 

 

한편 이런 식으로 neuronal axon을 따라서 depolarization 신호가 전달되다가 axon terminal까지 이 신호가 전달되면 이에 의해 voltage-gated calcium channel이 열리며 세포 내로 calcium ion이 들어오게 됨. 그 결과 NT를 함유하고 있는 각종 vesicle들의 exocytosls가 유발되고, NT가 synapse로 분비되게 됨.

 

 

이렇게 분비된 NT는 post-synaptic neuron 막에 있는 NT receptor에 인지되고, 그러면 이 channel은 비로소 active해져 세포 내로 sodium, calcium ion등이 들어오면서 local depolarization이 유발됨. 그럴 시 맨 처음에 묘사한 것과 같이 voltage-gated sodium channel이 다시 open되면서 계속 신호가 전달될 수 있게 됨.

 

 

 

다음 포스트에서는 nuclear hormone receptor에 대해 알아보자.