인지질

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인지질

[ phospholipid ]

인지질은 중성 지방의 글리세롤 뼈대에 존재하는 3개의 지방산 분자 중에서 1분자의 지방산이 인산기 또는 인산기와 질소를 포함한 화합물(예를 들어 콜린)로 바뀌어 결합하고 있는 형태이다. 지질의 한 종류로 당지질, 콜레스테롤, 단백질과 함께 생체막의 주 성분이다. 인을 포함하는 친수성 머리 부분과 지방산으로 이루어진 소수성 꼬리 부분으로 구성되어 있는 양쪽친화성(amphiphilic) 유기 물질로써 수용액에서 지질 이중막을 만들 수 있다.

목차

  1. 1.인지질 구조
  2. 2.인지질 생화학
  3. 3.인지질 기능
  4. 4.참고자료

인지질 구조

인지질 분자구조 A. 인지질 이중막 B. 인지질 분자 모식도. 초록색은 인지질 머리 부분, 보라색은 지방산으로 이루어진 소수성 꼬리부분 C. 인지질의 일종인 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine) 분자를 구성하는 각 부분들. ()

인지질 분자는 소수성을 가지는 2개의 지방산 꼬리와 친수성을 가지는 1개의 인산기 머리로 구성되어 있으며 글리세롤이 이 두 성분을 연결하고 있다. 인산기에는 콜린(choline) 같은 다른 유기물이 결합해 있으며 이 유기물의 종류에 따라 인지질의 종류가 결정된다. 인지질의 머리 부분에 있는 음전하를 띄는 인산기와 글리세롤은 물을 좋아하는 친수성 부분이고 꼬리부분에 있는 두 개의 긴 지방산 사슬은 물과의 접촉을 좋아하지 않는 소수성 부분이다. 지질 이중막에서 인지질의 소수성 부분은 이중막의 안쪽을 형성하여 물과의 접촉을 피하게 되고, 친수성 부분은 이중막의 바깥쪽을 형성하여 물과 접촉하게 된다.

인지질 생화학

인지질이 수용액에 들어가면 소수성 상호작용(hydrophobic interaction)이 작용하여 지방산 꼬리들은 물과의 접촉을 최소화하려고 꼬리 부분끼리 서로 뭉치게 되고 인산기가 있는 머리 부분만 물과 맞닿으면서 인지질 이중막(phospholipid bilayer)을 형성하게 된다. 이러한 특성 때문에 인지질이 인지질 이중막에서 중요한 역할을 하게 된다. 생체에서 인지질은 종종 원형질막과 같은 지질 이중막에서 단백질, 당지질, 스테롤 같은 다른 분자와 함께 존재한다. 지질 이중막은 소수성 꼬리가 서로 마주하며 배열함으로써 형성되고 물과 만나는 양쪽에는 친수성 머리로 이루어진 막을 형성한다. 생체막을 설명하는 유동 모자이크 모델(fluid mosaic model)에서 생체막은 지질 분자들의 모자이크이며 지질 분자들이 용매 역할을 하여 막 안의 단백질과 다른 물질들이 자유롭게 확산되고 이동할 수 있다고 설명한다.1) 스테롤은 인지질이 빈틈없이 쌓이는 것을 방해함으로서 막의 유동성을 높이는데 기여할 수 있다. 그러나 이 모델은 세포막에 존재하는 다양한 지질에 대한 연구를 통해 생체 내에 존재하는 세포막에서 지질의 움직임이 유동 모자이크 모델에서 제안하는 방식처럼 단순하지 않다는 것이 알려지고 있다. 인지질 이중막 구조는 생체의 세포막 뿐만 아니라 미토콘드리아, 엽록체 같은 진핵 생물의 세포 소기관들의 막에서도 발견된다.

인지질 기능

인지질은 생체 내에서 이중막을 구성하며 이러한 인지질 이중막의 주된 역할은 유전 물질, 단백질, 세포 소기관 등을 포함하고 있는 세포 내부의 수용성 구획을 주변으로부터 분리하여 경계를 만드는 것이다. 이러한 이중막은 세포 외부 표면을 직접 둘러싸고 있는 원형질 막(plasma membrane)뿐만 아니라 핵, 미토콘드리아, 리소좀 등의 세포 소기관을 둘러싸고 있는 세포막을 형성하고 있다. 또한, 인지질은 생체막을 구성하는 역할 이외에도 어떤 종류의 인지질은 세포막에 도착한 호르몬이나 신경전달물질의 작용에 의해 분해되어 세포 내부에 2차 신호전달물질(second messenger)을 생성하는 기능을 수행한다. 예를 들어 뉴런(neuron)의 세포막에 도착한 신경전달물질은 세포 안으로 들어가지 못하고 세포막에 존재하는 수용체 단백질과 결합하게 된다. 활성화된 수용체는 세포막 근처에서 인산가수분해효소 C (phospholipase C)를 활성화시켜서 세포막의 구성 성분 중의 하나인 포스파티딜이노시톨(4,5)-비스포스페이트 [phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate, PIP2]를 분해하여 이노시톨 삼인산 (inositol triphosphate, IP3)과 다이아실글라이세롤 (Diacylglycerol, DAG)을 세포 내부에 생성한다.2) 이들 2차 신호전달물질에 의해 세포 외부에 도착한 신경전달물질의 신호가 세포 내부로 전달되어 여러 가지 생화학적 변화가 일어나게 된다.

참고자료

1. Nicolson GL (2014). 'The Fluid—Mosaic Model of Membrane Structure: Still relevant to understanding the structure, function and dynamics of biological membranes after more than 40 years'. Biochimica et Biophysica Acta. 1838 (6): 1451–146.
2. Choi, S.-Y.; Chang, J; Jiang, B; Seol, GH; Min, SS; Han, JS; Shin, HS; Gallagher, M; Kirkwood, A (2005). 'Multiple Receptors Coupled to Phospholipase C Gate Long-Term Depression in Visual Cortex'. Journal of Neuroscience. 25 (49): 11433–43.