지질 래프트

지질 래프트

모두가 만들어 가는 위키 시보드위키
최근 수정 :

[ Lipid raft ]

지질 래프트(lipid raft)는 생체막(membrane)의 특정 미세구조(microdomain)를 일컫는 용어이다. 래프트(raft)는 ‘뗏목’을 의미하는 데, 지질 래프트(lipid raft)를 생화학적으로 분리하는 과정에서 설탕의 농도차이를 이용한 원심분리(sucrose gradient centrifugation)를 하였을 때, 지질 래프트를 포함하는 부분이 원래 세포용해물에서 분리되어 위로 뜨기 때문에 지질 래프트라 하게 되었다 (그림 1).

그림 1. 왼쪽 그림은 세포막의 미세구조인 지질 래프트의 개념도이고, 오른쪽 그림은 설탕 용액의 농도차를 이용한 원심분리(sucrose gradient centrifugation)를 이용하여 지질 래프트를 분리하는 방법으로 원심 분리후 위로 뜨기 때문에 지질 래프트라고 한다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

오랜 기간 동안 생체막은 인지질(phospholipid)과 막단백질(membrane protein)이 균등하게 존재할 것으로 생각되었고, 이것을 유동성 모자이크 모형(fluid mosaic model)이라 한다. 그러나 생체막내의 막단백질(membrane protein)들과 특정 지질들이 무리를 이루어서 주변 생체막 성분과는 조금 다른 형태로 군데군데 뭉쳐서 존재하고 있다는 것이 알려졌으며, 이것을 지질 래프트(lipid raft)라 부른다. 지질 래프트에는 특정 단백질과 인지질, 그리고 콜레스테롤, 스핑고지질(sphingolipid) 등을 포함하고 있으며 일반적인 지질 이중층보다 두껍다고 알려져 있다 (그림 2). 지질 래프트의 구성성분은 공유결합(covalent bond)과 같은 강한 결합은 없지만, 물리적이나 화학적인 충격에 견딜 수 있다고 알려져 있다.

그림 2. 지질 래프트의 구조. () ①은 일반적인 지질이중층이고, ②가 지질 래프트의 구조로써, ③막단배질(transmembrane)과 인지질(phospholipid) 그리고 ⑦콜레스테롤 등을 다수 포함하고 있다.

지질 래프트의 기능

지질 래프트는 세포 신호전달에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 지질 래프트는 지질 래프트 이외의 다른 생체막 구조와는 달리 매우 질서정연한 구조이며, 신호전달에 관여하는 단백질들이 이 부분에 집중되어 있다고 알려져 있다. 지질 래프트는 성장 인자(growth factor)에 의한 세포 신호전달, 세포 접착 (cellular adhesion), 신경 세포의 액손(axon)의 유도, 소포의 운송 (vesicular trafficking), 신경 세포 접합부 (synapse) 등에 관여한다고 알려져 있다.

예를 들어 성장인자를 받아들이는 수용체(receptor)와 결합되어 신호전달에 매우 중요한 역할을 하는 수용체 타이로신 키나아제 (receptor tyrosine kinase)는 지질 래프트에 집중되어 있으며 활성화될 때에 인산화된 타이로신과 결합하는 SH2 구조를 가지는 신호전달 단백질들이 모이게 되며 지질 래프트는 이러한 신호전달 단백질들이 결합하고 활성화되는 플랫폼으로 사용될 수 있다. 보통의 경우 지질 래프트에 존재하지 않은 단백질들도 신호전달 활성화에 따라서 지질 래프트로 이동할 수도 있다고 알려져 있다.

또한 지질 래프트는 세포내섭취작용(endocytosis)이 일어날 때, 특정 단백질이 세포내섭취작용에 의해서 세포내로 들어갈지 분류하는 플랫폼(sorting platform)으로 작용할 수 있다고 알려져 있다. 세포내섭취작용이 일어나면 구형의 소포가 만들어 지는 데, 이 소포를 만들기 위해서는 외부 골격(scaffold)이 필요한 것으로 알려져 있다. 일반적인 세포내섭취작용은 주로 클래트린(clathrin) 단백질을 사용하며 이것을 클래트린에 의한 세포내섭취작용이라 한다. 지질 래프트는 이것과 다른 방식의 세포내섭취작용을 하게 되며 이 과정에서 캐비올린(caveolin)과 같은 단백질을 외부 골격으로 이용하여 소포를 만들게 된다.

참고 문헌

George Plopper (2014) Principles of Cell Biology. 2nd Edition.

Albert Johnson et al. (2014) Molecular Biology of The Cell. 6th Edition. Brian A. Tsui-Pierchala et al. (2002) Lipid rafts in neuronal singaling and funciton. 25(8):412-417

지질 래프트