일반생물학 (11) - 세포의 신호교환

 세포외 신호가 세포내 반응으로 전환된다.

 효모는 화학신호물질을 분비하고, 이를 통해 통신한다.
이러한 초기형태를 통해 지구상에 최초의 다세포생물이 나타나기 훨씬 전에 통신체계가 진화했음을 알 수 있다.

박테리아는 세포의 농도로 통신한다. 정족수감지 라는 것이 있는데, 일정 수 이상의 박테리아가 모여 농도를 충족하면 어떤 과정이 시작되는 것이다.

근거리 통신망

세포끼리 붙어있는 경우, 특히 식물 세포의 경우 식물세포 사이의 원형질연락사를 통해 통신한다. 동물세포의 경우 붙어있으면 간극연접을 통해 직접연결해서 통신한다.

세포와 세포가 약간 떨어져있을때 연결할 때는 세포 표면에 돌출되어 있는 물질들 사이의 상호작용을 통해 통신한다.

또한 세포가 물질을 분비하여(국소조절자 등) 표적세포들을 그걸 감지하고 통신을 하기도 한다.
신경세포인 뉴런의 경우는 특이하게 전기신호를 통해 신경전달물질 분비를 유도하고, 신경전달물질은 시냅스를 건너 표적세포로 향하게 된다. 참고로 전기신호를 통해 이동하는 과정은 원거리 통신이다. 

상대적으로 긴 거리 통신을 하는 내분비세포들은 안전하테 혈관을 통해 전달되며 호르몬이 대표적인 예이다.

 세포신호전달의 개요

수용->전달->반응

세포막의 수용체

대부분의 수용성 신호분자는 세포막에 있는 수용체 단백질에 결합한다. 

G단백질 결합 수용체, 티로신 인산화효소 수용체, 이온통로 수용체

G단백질 결합 수용체 : 효모의 교배인자,에피네프린,신경전달물질 등 다양한 신호물질들이
이걸 수용체로 이용하고, GTp와 결합하는 G 단백질이 도움을 받아 작용한다. 일곱개의 알파나선 구조를 가지고 있다.

티로신 인산화효소 수용체

인산기를 전달하는 촉매작용을 한다. 하나만 받으면 10가지 이상의 서로 다른 신호경로와 세포 반응을 활성할 수 있다. 싱글 인풋 멀티 아웃

이온통로 수용체

리간드 개폐성 이온통로는 이온 농도차를 이용해서 작용한다. 신경계에 중요함.

세포내 수용체 단백질은 표적세포의 세포질이나 핵 내에 있다. 그래서 세포내 라고 한다.
여기에 결합하려면 당연히 세포막을 통과해야한다. 그래서 소수성이거나 크기가 작아야한다. 

인산화와 탈인산화는 단백질의 활성을 조절하는 일반적인 기작이다.


 인산기의 첨가는 주로 단백질을 비활성형에서 활성형으로 변화시키지만, 활성을 줄이는 경우도 있다.

 인산화효소만큼 탈인산화효소도 중요하다. 탈인산화를 통해서 신호가 더 이상 존재하지 않는 경우 신호전달경로를 차단한다.

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단백질뿐만 아니라 여러가지 물질들이 2차 신호전달자로 활용하고 있다. 세포막의 수용체에 결합하는 세포외 신호물질이 경로의 1차 신호전달자이다. 2차 신호전달자는 작은 수용성 물질이므로 잘 퍼진다.

고리형 AMP

 세포막의 아데닐산고리화효소에 의해 atp로부터 만들어진다. 인산이에스테르가수분해효소에 의해 분해되어 AMP가 된다.

1차신호전달자->2차신호전달자->세포반응