안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
세포막의 선택적 투과성은 세포가 생명 활동을 유지하기 위해 세포 내 환경을 외부와 독립된 상태로 조절하는 항상성 유지의 핵심 기전입니다.
세포막이 선택적 투과성을 유지하는 이유는 세포 내부의 수분량, 이온 농도, pH 등을 적정 수준으로 고정하여 효소 작용과 생화학 반응이 일어날 수 있는 최적의 환경을 조성하며 인지질 이중층의 소수성 특성을 통해 수용성이거나 전하를 띤 물질의 무분별한 유입·유출을 차단합니다. 포도당, 아미노산, 이온 등 필요한 물질은 전용 막 단백질을 통해서만 선택적으로 받아들입니다.
능동수송은 물질이 낮은 농도에서 높은 농도로 이동하는 과정을 말하며 자발적인 확산과 반대 방향으로 물질을 이동시켜야 하므로 반드시 ATP 화학 에너지를 직접 또는 간접적으로 소모합니다. 그 과정으로 수송 단백질이 특정 이온이나 분자와 고도의 선택성을 가지고 결합하면 ATP가 분해되면서 나온 인산기가 수송 단백질에 결합하여 에너지를 전달합니다. 그리고 에너지를 전달받은 수송 단백질의 입체구조가 변형되어, 결합 부위가 반대쪽 막 방향으로 열립니다. 농도 경사에도 불구하고 물질이 반대편으로 방출된 후 인산기가 단백질에서 이탈하면 단백질은 원래의 입체구조로 되돌아갑니다.
능동수송의 주요 예시로 나트륨-칼륨 펌프 1차 능동수송이나 양성자 펌프 1차 능동수송, 포도당-나트륨 공수송체 2차 능동수송 등이 있습니다.